Pierwsze testy opancerzenia cementowego w Imperium Rosyjskim i ochrona pancerników eskadrowych typu Połtawa
В Poprzedni artykuł Przedstawiłem szanownemu czytelnikowi dane z testów pocisków wielkokalibrowych wyposażonych w końcówki Makarowa oraz pewne wnioski dotyczące pancerza Kruppa produkowanego w kraju. Cóż, czas wrócić do zbroi Harveya.
O różnych rodzajach zbroi
Powszechnie wiadomo, że w drugiej połowie XIX wieku ochrona okrętów wojennych postępowała w niezwykle szybkim jak na tamte lata tempie. Wszystko zaczęło się od żelaznej zbroi, ale wkrótce została zastąpiona zbroją stalowo-żelazną, której podstawowa różnica bezpośrednio wynika z nazwy. Po stali-żelazie pojawiła się stal i stal-nikiel, a potem nadeszła era zbroi cementowej.
Jak wiadomo, zbroja może być stosunkowo miękka, ale jednocześnie wytrzymała: stosując pewne metody hartowania, można nadać jej większą wytrzymałość, ale jednocześnie staje się ona bardziej krucha. Istota pancerza cementowego polegała na tym, że utwardzana była tylko wierzchnia warstwa pancerza zwrócona w stronę pocisku, a następnie warstwa lepka: dlatego pancerz cementowy był również nazywany utwardzanym powierzchniowo. Co więcej, w XIX i na początku XX wieku cementowano jedynie zbroje o grubości 127 mm i większej, później zaczęto cementować płyty pancerne o mniejszej grubości.
Istniało kilka metod cementowania zbroi, z których najsłynniejsze to metody Harveya i Kruppa, ale były też inne, które nie były powszechnie stosowane i dlatego mało znane. Pancerz Harveya został po raz pierwszy przetestowany 14 listopada 1891 roku i niemal natychmiast zastąpił bezcementowe płyty pancerne. Ale w 1893 roku Niemcy zbrojownia Zakład Krupp opracował jeszcze bardziej zaawansowaną technologię produkcji zbroi, dlatego wiek płyt „Harvey” był krótkotrwały. Wkrótce wszystkie floty świata przeszły na pancerz Kruppa, który przez długi czas stał się standardem jakości ochrony okrętów wojennych.
Opancerzona żaba skokowa
Przypomnijmy, jak broniły się najnowocześniejsze pancerniki biorące udział w wojnie rosyjsko-japońskiej.
Główne pasy pancerne „Pietropawłowska”, „Sewastopola” i „Połtawy” zostały uformowane odpowiednio ze stali niklowej, „Harveya” i „kruszonych” płyt pancernych, a boki „Pereswieta” i „Oslyabi” nosiły zbroję Harveya. „Pobieda”, „Retwizan”, „Cesarewicz” i pancerniki typu Borodino były chronione pancerzem Kruppa. Jeśli chodzi o ich japońskie odpowiedniki, z sześciu japońskich pancerników, które stanowiły podstawę Stanów Zjednoczonych flota, pięć niosło zbroje cementowane metodą Harveya i tylko „Mikasa” – Krupp.
Dlatego jeśli amator Historie Jeśli chce porównać bezpieczeństwo wspomnianych pancerników, będzie musiał zrozumieć, jak wypada porównanie wytrzymałości powyższych typów opancerzenia. Weźmy na przykład zbroję Kruppa i Harveya – na pierwszy rzut oka nie ma w tym nic skomplikowanego. Zatem według szanowanego S. Balakina („Triumfy Cuszimy”) wytrzymałość pancerza Mikasy była o 16–20% większa niż pancerników jego poprzedników. Taka ocena szanowanego autora dobrze koreluje z innymi publicznie dostępnymi danymi na temat związku pomiędzy trwałością zbroi Kruppa i Harveya.
Ale co chcesz zrobić z innymi szacunkami dokonanymi zarówno w górę, jak i w dół?
Przykładowo w publikacjach amerykańskich (artykuł Clelanda Davisa w czasopiśmie United States Naval Institute za 1897 r.) na podstawie testów wskazano, że jakość amerykańskiej płyty garvey z zakładów Carnegie okazała się równie dobra jak płyta pancerna Krupp. I odwrotnie, Stepan Osipowicz Makarow w swojej pracy „Pancerniki lub statki bez opancerzenia” wskazuje, że pancerz Harveya o grubości 8,2 dm i 13,5 dm cali odpowiada tylko 6-dm i 10-dm zbroi Kruppa, czyli różnicy w trwałości wynosi - 35–36,7%.
Jeszcze ciekawszych danych dostarcza N. L. Klado w artykule „Artillery and Armor”, opublikowanym w pracy „Military Fleets and Naval Reference Book for 1906”. Według N. L. Klado wytrzymałość zbroi Kruppa jest o 41,3% większa niż Harveya!
Cóż, spróbujmy zrozumieć to wszystko.
Pierwsze domowe eksperymenty
Trzeba powiedzieć, że w Rosji dość na czas prześledzili zarówno przemieszczenie starych, dobrych żelaznych i stalowo-żelaznych płyt pancernych przez stal-nikiel i stal, jak i pojawienie się zbroi „utwardzonej powierzchniowo”. Jak wspomniano powyżej, pierwsze próby pancerza Harveya odbyły się pod koniec 1891 roku, a rok później, w listopadzie-grudniu 1892 roku, próby ogniowe pancerza Ch. Kammel”, „J. Brown”, „Saint-Chamond” i „Vickers”. Jednocześnie „Ch. Cammel” i „Saint-Chamon” przedstawiły „jedynie dalszy rozwój kierunku, w którym wcześniej udoskonalano płyty”, ale dwie inne firmy wniosły do konkurencji zbroję cementową. "J. Brown zaproponował cementację metodą Tresidera, natomiast Vickers zaproponował cementację metodą Harveya.
Wszystkie płyty pancerne miały grubość 10 cali, a test polegał na wystrzeleniu ich 152-milimetrowymi pociskami z zakładów Putiłowa. Talerze „Ch. Kammela” i „J. Brown” upadł podczas testów, ale „Saint-Chamon” (stalowo-nikiel) i „Vickers” (Harvey) nie. Obie płyty nie były przebite i nie posiadały pęknięć przelotowych, jednak płyta Vickersa dzięki cementowaniu okazała się prawie nieuszkodzona w porównaniu z Saint-Chamon. Następnie padły jeszcze dwa strzały w stronę Vickersa, tym razem z działa kal. 229 mm: tutaj płyta już pękła, ale pociski również pękły.
Z „Załącznika I do Raportu Artyleryjskiego MTK za rok 1895” wiadomo, że z płyty Vickersa strzelano pociskami kal. 152 mm o masie 95 funtów, czyli 38,9 kg, z prędkością na pancerzu wynoszącą 2 m/s. Nie było odchyleń od normy, strzelali tak, że trajektoria pocisku przechodziła ściśle prostopadle do powierzchni płyty. Jak powiedziałem wcześniej, była to norma przy testowaniu płyt pancernych w Rosji w XIX i na początku XX wieku.
Gdyby płyta została przebita na granicy sześciocalowym pociskiem, to zgodnie ze wzorem de Marre’a jej współczynnik oporu „K” wyniósłby 1. Jednak współczynnik ten był prawdopodobnie znacznie wyższy, ponieważ płyta nie doznała prawie żadnych uszkodzeń . Pociski kal. 577 mm wystrzeliwano z prędkością pancerza wynoszącą 229 stóp/s (1 m/s) i ważyły 655 funty, czyli 504,5 kg.
Literatura podaje nieco większą masę łusek do tej broni, wynoszącą 188,4 kg, ale jest to masa amunicji w pełni załadowanej, wyposażonej w materiał wybuchowy i zapalnik. A podczas testowania zbroi w tamtych latach strzelano z niezaładowanych pocisków, które oczywiście nie zostały doprowadzone do standardowej masy. W tamtych latach była to zupełnie normalna praktyka, odbywało się to zarówno tutaj, jak i, jak zobaczymy później, za granicą.
Ponowne obliczenia według de Marra pokazują, że gdyby pociski kal. 229 mm przebiły pancerz, wówczas „K” byłoby równe 1, ale one nie przebiły pancerza. Można powiedzieć, że płyta z fabryki Vickersa miała jeszcze większą wartość „K” niż 901, należy jednak mieć na uwadze, że urzędnicy MTC odpowiedzialni za to uznali, że: „1-calowy pocisk… chociaż jest opóźniony, powoduje tak poważne uszkodzenia płyty, że nie można jej już uważać za wystarczająco niezawodne pokrycie burty.”
Zatem przynajmniej przy pewnych odcinkach możemy założyć, że płyta pancerna Vickersa miała „K” = 1 bez warunku przejścia pocisku przez pancerz jako całość.
Według wyników testu zbroja Vickers oczywiście wygrała. Ale który?
Harvey – czy „Harvey-Nickel”?
W Internecie natknąłem się na wiele spekulacji na ten temat, ale tak naprawdę pytanie nie jest puste. Faktem jest, że dodatek niklu znacznie poprawił trwałość pancerza. Przykładowo, według S. O. Makarowa okazało się, że płyta stalowo-niklowa jest mocniejsza od zwykłej stali, w zależności od grubości porównywanych płyt pancernych, o 7,8–8,6%. Jednocześnie zarówno stal z dodatkiem niklu, jak i bez niego można poddać nawęglaniu metodą Harveya, która oczywiście przy tej samej grubości byłaby mniej wytrzymała.
Jaki rodzaj zbroi zaprezentował Vickers?
W.I. Kołczak (ojciec tego samego Kołczaka) w swojej pracy „Dzieje huty Obuchowa w związku z postępem techniki artyleryjskiej”, opisując próby z 1892 r., stwierdza wprost: „Nikiel został wprowadzony do stali wszystkich blachy, a w niektórych dodatkowo chrom”, czyli w odniesieniu do płyty Vickersa mówimy o zbroi „Harvey-nikiel”.
Testowanie ochrony pancerników klasy Połtawa
Ochrona tych statków jest wyjątkowa z wielu powodów.
Po pierwsze, jak wspomniano powyżej, każdy z nich otrzymał pancerz pasowy, który różnił się od pozostałych dwóch pancerników. Boki Pietropawłowska były chronione zbroją stalowo-niklową, Sewastopol otrzymał płyty garvey, a najszczęśliwszy ze wszystkich był Połtawa, który otrzymał pas pancerny Krupp.
Po drugie, cały pancerz talii tych statków został zamówiony za granicą. Do Pietropawłowska i Sewastopola zakupiono odpowiednio 605 ton i 550 ton od Bethlehem Iron Company (USA), a Połtawa otrzymała 764 tony zbroi z fabryki Krupp. Dostawy te oczywiście nie pokrywały pełnych potrzeb pancerników, które wahały się od 2 ton do 800 ton, łącznie z bezcementową – pokładową itp.
Według obliczeń szanowanego S.V. Suligi, pancerz Kruppa Połtawy wystarczył na pas pancerny, ściany wież i barbety baterii głównej, resztę zaś pancerza zapewniły fabryki Iżora i Obuchow, który opanował produkcję zbroi stalowo-niklowej. Jest oczywiste, że rosyjski przemysł zbrojeniowy nie miał wystarczającej wydajności, aby w pełni zaopatrzyć w swoje produkty ten sam „Pietropawłowsk”.
Zatem opancerzenie pancerników klasy Połtawa było „mieszanką”, gdy część opancerzenia została uzupełniona zagranicznymi dostawami, a część została wyprodukowana samodzielnie.
I tu pojawia się kolejne ciekawe pytanie.
Wiadomo, że rosyjskiego pancerza mniejszego niż 127 mm dla pancerników typu Połtawa nie dało się cementować – nie wiedzieli jeszcze, jak go wyprodukować. Ale czy dla wszystkich trzech okrętów tej serii cementowano krajowe płyty pancerne o grubości ponad 127 mm, które były dostarczane przez rosyjskie fabryki w różnych ilościach?
W tej kwestii są różne opinie.
Jak pisze S.V. Suliga, „prawie wszystkie ówczesne publikacje referencyjne wskazują, że pancerniki te miały pancerz Harveya (czasami następuje wyjaśnienie – „w większości”)”, ale sam szanowany historyk uważa, że nie dostarczono pancerza Harveya, ale stal -płyty niklowe
Nie znalazłem źródła, które bezpośrednio wskazywałoby, że pancerniki klasy Sewastopol otrzymały krajowy pancerz stalowo-niklowy, ale dane pośrednie w pełni potwierdzają ten wniosek S.V. Suligi. Faktem jest, że początkowo opancerzenie floty wykonywała fabryka Izhora, zwana także Kolpińskim, ponieważ znajdowała się w Kołpinie, u ujścia rzeki Izhora, ale jej wydajność wcale nie odpowiadała tempu budowy floty.
A potem „rewolucja zbrojeniowa” nadeszła w samą porę wraz z przejściem z żelaza i stali na bardziej zaawansowane rodzaje zbroi. Następnie podjęto decyzję o budowie nowego zakładu produkcyjnego w zakładzie w Obuchowie i zorganizowaniu produkcji grubych płyt ochrony pionowej statków, czyli najbardziej złożonego rodzaju opancerzenia. Pozostała ochrona (pokład pancerny, skosy itp.) była nadal produkowana przez fabrykę Izhora, ponieważ dobrze opanowała tę produkcję i sobie z nią poradziła.
Jednak cykl produkcyjny pancerza utwardzanego powierzchniowo wymagał specjalnych pieców cementacyjnych, w których płyty utwardzano przez 15 do 20 dni, nie licząc późniejszego wypalania. Jest oczywiste, że potrzeba było wielu takich pieców, ale według szanowanego S. E. Winogradowa zbudowano je dopiero w 1896 roku. W związku z tym należy założyć, że do tego czasu zakład w Obuchowie mógł produkować jedynie pojedyncze egzemplarze zbroi cementowej.
„Pietropawłowsk” – stalnikel
Testy amerykańskiego 406-mm pancerza „Pietropawłowsk” odbyły się 1 lipca 1895 r. Płyta pancerna została zamontowana na drewnianej ramie, po czym strzelano w nią pociskami przeciwpancernymi z działa 229 mm/30 (jak w Sulidze, ale najprawdopodobniej mówimy o armacie 229 mm/35 model 1877). W tym przypadku trajektoria pocisku była prostopadła do płyty, więc nie było odchyleń od normalnej. Oddano kilka strzałów, a prędkość pocisku stopniowo wzrastała, aż pocisk przebił pancerz i utknął w ramie, co uznano za granicę wytrzymałości pancerza. Pociski nie były wyposażone w końcówki przeciwpancerne.
Płyta stalowo-niklowa została przebita trzecim strzałem - pociskiem 229 mm, który według S.V. Suligi ważył 179 kg.
Tutaj tkwi trudny do wyjaśnienia błąd.
Faktem jest, że szanowany historyk pisze dosłownie: „masa pocisku wynosi 446,25 funta rosyjskiego, czyli 179 kg”, funt rosyjski 0,409512 kg, a 446,25 funta rosyjskiego to 182,7 kg.
Uważny czytelnik niewątpliwie zauważył, że płyta Vickersa, zgodnie z „Dodatkiem I do raportu MTK o artylerii za rok 1895”, została wystrzelona lżejszym pociskiem o masie 181,4 kg. Ale odchylenie 1,3 kg jest całkiem normalne: jak wiadomo rzeczywista waga pocisku jednej konstrukcji nie jest stała i może nieznacznie odbiegać od normy. Ale podczas testów pancerza rejestrowano rzeczywistą wagę, to znaczy każdy pocisk był ważony przed użyciem.
Tak więc pocisk o masie 229 mm i masie 182,7 kg przebił płytę o średnicy 406 mm z prędkością pocisku 531 m/s, co według testerów odpowiadało oporowi żelaznego pancerza o średnicy 546 mm. W rezultacie stal-nikiel okazała się 1,345 razy mocniejsza niż żelazo. Po przeliczeniu wyniku za pomocą wzoru Jacoba de Marre otrzymujemy współczynnik „K” = 1. Ponieważ z wyjaśnień S.V. Suligi wynika, że pocisk po przebiciu się przez pancerz utknął w ramie, to „K” najwyraźniej odpowiada „szarej” strefie, w której prawdopodobieństwo przejścia pocisku przez pancerz w całości lub w postaci uszkodzonej jest bliskie.
„Sewastopol” – Harvey
Płyta stalowo-niklowa (wg S.V. Suligi) o grubości 368 mm, cementowana metodą Harveya, została przebadana 23 listopada 1895 roku. Oddano w jego stronę 6 strzałów: trzy kal. 229 mm i tyle samo 152 mm, przy czym ten ostatni oddano z najnowszego działka Kane. W tym samym czasie sześciocalowe działo wystrzeliło z odchyleniem od normy o 5 stopni. Ani jeden pocisk nie przebił pancerza, dlatego w celu określenia oporu wystrzelono pocisk kal. 229 mm o masie (według S.V. Suligi) 178 kg przy prędkości 588 m/s, który wbił się najgłębiej w pancerz. płyta. Po uwzględnieniu błędu opisanego powyżej należy oczekiwać, że masa pocisku wyniosła 181,7 kg.
Ponieważ nie doszło do „czystej penetracji”, opór płyty określono za pomocą obliczeń, porównując opór pancerza Harveya o średnicy 368 mm z żelazem o grubości 635 mm. Innymi słowy, pancerz Harveya pancernika „Sewastopol” okazał się 1,726 razy mocniejszy niż żelazny pancerz i 1,283 razy lepszy niż stalowo-niklowy pancerz „Pietropawłowsk”. W tym przypadku przeliczenie przy użyciu wzoru de Marre’a da „K” = 1.
Na uwagę zasługuje fakt, że podstawiając do wzoru de Marre'a wartości grubości pancerza/masy pocisku/prędkości na pancerzu 368 mm; Odpowiednio 181,7 kg i 588 m/s dają bardzo bliską wartość (K = 1), czyli według testerów pocisk dosłownie „o włos” od przebicia pancerza, prawie go przebił. Oczywiście uzyskana wartość „K” = 710 odpowiada pociskowi, który uderzył w pancerz, a nie przeszedł przez niego jako całość.
„Połtawa” – Krupp
Przyjrzyjmy się teraz skutkom ostrzału pancerza Kruppa, który służył do obrony Połtawy.
Tutaj też są pewne sprzeczności, które jednak można łatwo rozwiązać.
Z „Raportu” z testów, na który powołuje się S.V. Suliga, wynika, że 28 października 1896 r. strzelano do płyty 254 mm z armaty 203 mm, ale która dokładnie (stara 35-kalibrowa lub nowy kaliber 45) – nie powiedziano. Jednocześnie w dokumencie wskazano, że pocisk ważył 48,12 kg, ale jest to oczywisty błąd, na który zwrócił uwagę S.V. Suliga: w Rosji nie było amunicji o tej masie do 758-calowych systemów artyleryjskich. Prędkość po zderzeniu z płytą wynosiła XNUMX m/s.
W „Załączniku I do Raportu Artyleryjskiego MTK za rok 1895” (opublikowana później niż ta data, nic więc dziwnego, że wspomina o testach z 1896 r.) podaje, że 10-milimetrowy pocisk o masie 203 funtów rosyjskich został wystrzelony w 210,25-calową płytę Kruppa, która miałaby ważyć 86,1 kg. Niestety nie oznacza to wprost, że mówimy o testowaniu pancerza dla Połtawy, ale z drugiej strony podobieństwo parametrów i czasu testów mówi samo za siebie.
Pocisk pękł, ale przebił płytę: „K”, według de Marra, wyniosło 2, co ogólnie jest nieco poniżej granicy standardowej wytrzymałości krajowego pancerza Kruppa dla pocisków 155 mm („K” 203 –2), ale odchylenie jest znikome.
„Połtawa” - rosyjska stal niklowa
W.I. Kołczak opisuje testy 10-calowej płyty pancernej zakładów Obuchow, wyprodukowanej dla pancernika Połtawa. Jak wspomniano powyżej, chociaż nie znaleziono na to bezpośrednich dowodów, według S.V. Suligi płyta ta była bezcementową płytą stalowo-niklową. Został trafiony 5 strzałami pocisków kal. 152 mm o masie 97 funtów (39,73 kg) z prędkością na pancerzu 2 stóp, czyli 140 metra na sekundę. Maksymalna głębokość, jaką pociski mogły wniknąć w płytę, wynosiła 652,3 cali. Gdyby pociski przebiły pancerz do granic możliwości, jego „K” byłoby równe 8, ale oczywiste jest, że okazało się znacznie wyższe.
Zakładając, że maksymalna penetracja pancerza przy takich parametrach pocisku wynosi 203 mm, otrzymujemy „K” = 1. Najprawdopodobniej rzeczywista trwałość krajowej płyty stalowo-niklowej mieściła się w przedziale tych wartości.
Ale potem okazuje się, że okazała się nie tylko mocniejsza od amerykańskiej blachy stalowo-niklowej, ale także trwała zbliżona do amerykańskiej płyty Garvey.
Warto również zwrócić uwagę na dobrą jakość rosyjskich pocisków stalowych - nie mając siły przebić pancerza, odbijały się od niego w całości, nie pękając ani nawet nie posiadając pęknięć.
odkrycia
Na razie prawie ich nie będzie.
Przypomnijmy, że z nieznanych powodów Ministerstwo Marynarki Wojennej przyjęło do skarbca zbroję garvey amerykańskiej firmy Bethlehem Iron Company, która była gorsza od testowanych wcześniej Vickersów oraz zbroję stalowo-niklową tej samej firmy, która była gorsza od podobna zbroja wykonana w kraju.
Może być tego kilka przyczyn.
Już wykazałem wcześniejże trwałość krajowego pancerza Kruppa nie była stała i wahała się w znacznych przedziałach. I tak na przykład, jeśli standardowe wartości „K” dla pocisków 12-dm dla pancerza Kruppa o tej samej grubości wynosiły 2–100, to inne płyty pancerne mogły osiągnąć „K” = 2, co odpowiadało wzrostowi trwałość o 200% (przypominam, że trwałość płyty nie rośnie wprost proporcjonalnie do współczynnika „K”). W związku z tym należy się spodziewać, że podobne wibracje charakteryzują także inne rodzaje zbroi, w tym Harvey.
Można zatem przypuszczać, że procesy produkcyjne USA, Anglii i Rosji w zakresie produkcji zbroi stalowo-niklowej i Harveya były podobne, jednak karty spadły tak, że najlepiej (lub blisko) wykazały się produkty zakładów Vickersa i Obuchowa im) wartości i Betlejemska Kompania Żelazna » – minimalna. Ale nadal jest niezwykle dziwne, że amerykańskie produkty okazały się outsiderem zarówno w stosunku do angielskiej, jak i rosyjskiej zbroi - sugeruje to, że jakość zbroi Bethlehem Iron Company wciąż nie była na równi.
W każdym razie trzeba stwierdzić, że krajowe pancerniki Sewastopol i Pietropawłowsk otrzymały pasy pancerne, które były dalekie od najwyższej możliwej jakości. Jest jednak zbyt wcześnie, aby wyciągać daleko idące wnioski na temat porównywalnej wytrzymałości zbroi na podstawie wszystkich powyższych.
Ciąg dalszy nastąpi...
informacja