Badania wytrzymałości zbroi Kruppa pod koniec XIX wieku
Jedną z najwcześniejszych informacji o testach pancerza Kruppa, którymi dysponuję, jest wzmianka o nich w artykule w czasopiśmie Naval Annual za rok 1897, którego opis i częściowe tłumaczenie zawarte jest w „Naval Collection” nr 1 za rok 1898. Niestety, źródło podaje jedynie pośredni opis tych testów w części opisującej odstrzelenie w 1896 roku płyty pancernej Harveyized produkowanej przez brytyjskie zakłady Cammel, którą cytowałem w poprzednim artykule.
Przypomnę, że ze wszystkich znanych mi przypadków praktycznych testów pancerza cementowanego metodą Harveya, to właśnie 152-milimetrowy produkt Kammela dał najlepszy wynik. Został wystrzelony pięciokrotnie ze 100-funtowych 6-calowych pocisków Holzer, a pancerz wytrzymał uderzenia odpowiednio czterech z nich, współczynnik „K” jest równy lub większy niż 2.
Czy Harvey jest lepszy od Kruppa?
Opis badań przewiduje przeliczenie trwałości płyty Kammela na żelazną przy pomocy wzoru Tresidera. Sama formuła ta nie jest podana i nie jest ona dla nas szczególnie interesująca. Ważne jest tylko to, że według tych obliczeń trwałość 152-milimetrowej płyty Kammela przyrównano do 13,45 dm żelaznego pancerza, „czyli 2,24 razy większej niż grubość badanej płyty”.
Dalej autor artykułu w „Naval Annual” nawiązuje do badań płyty o średnicy 5,75 mm, utwardzanej powierzchniowo metodą Kruppa, przy której wystrzelono niemieckie pociski kal. 146,05 cm i 15 cm „z prędkościami podając grubość pancerza przebijanego według wzoru Tresidera od 21 do 10,2 dm, co stanowi 13,6 i 1,77 grubości płyty doświadczalnej.”
Niestety nic nie wiadomo o wynikach ostrzału, ale stwierdza się, że „...płyta Kammela wykazała większą odporność na penetrację niż wspomniana doskonała płyta Kruppa”.
Oczywiście nie ma w tym nic niemożliwego, skoro podczas testów zbroi dla Połtawy pancerz Kruppa pokazał „K” nieco niższy niż pancerz Kammela – 2.
Tym samym publikacja Naval Annual w pełni potwierdza tezę, że najlepsze płyty pancerne tworzone metodą Harveya były na całkiem niezłym poziomie, a nawet mogły przekraczać regulacyjne (minimalne) wymagania dla pancerza Kruppa. Co więcej, co najmniej jeden ze znanych producentów zbroi podzielał tę samą opinię. W artykule stwierdzono:
„Naszym fabrykom w Sheffield (Brown, Cammel i Vickers) można pogratulować, że w ten sposób rozwiązały ten ważny problem. Te trzy zakłady wykorzystują nikiel do produkcji zbroi dostarczanej naszym firmom flotai wszyscy nabyli prawo do stosowania procesu Kruppa.
Obecnie Kammel uważa, że równie dobre wyniki osiągają procesy Harveya z wykorzystaniem niklu; ale Vickers i Brown dostrzegają zaletę metody gazowej Kruppa, która daje szczególnie korzystne wyniki w produkcji grubych płyt pancernych, nadając im szczególnie wysoką lepkość.
Obecnie Kammel uważa, że równie dobre wyniki osiągają procesy Harveya z wykorzystaniem niklu; ale Vickers i Brown dostrzegają zaletę metody gazowej Kruppa, która daje szczególnie korzystne wyniki w produkcji grubych płyt pancernych, nadając im szczególnie wysoką lepkość.
W tej samej „Kolekcji Morskiej” nr 1 za rok 1898 opisano pokrótce badania płyty Kruppa o grubości 11,8 cala (299,72 mm), które odbyły się w Meppen w roku 1895. Wskazuje się, że wystrzelili pocisk Kruppa o masie 712,6 funtów, czyli 323,23 kg. Pocisk ten uderzył w płytę pod kątem 9 stopni od normalnego, tj. pod kątem 81 stopni do powierzchni płyty, z prędkością 1 stóp/s (993 m/s). Stwierdzono, że: „Nie podano głębokości otworów, ale sądząc po wyboczeniu tylnej powierzchni płyty i lekkich pęknięciach, należy uznać, że granica wytrzymałości płyty została prawie osiągnięta”.
Niestety, w źródle nie podano kalibru pocisku, którym badano płytę. Natomiast w Zbiorach Marynarki Wojennej nr 1–2 za rok 1900 znajduje się artykuł „Badania płyt pancernych przeprowadzone w latach 1898–1899”, w którym opisano inne badania, które odbyły się rok później, 5 czerwca 1896 r. Stwierdza, że z działa kal. 712 mm wystrzelono pociski o masie od 718 do 305 funtów. W rezultacie możliwe staje się obliczenie wytrzymałości zbroi Kruppa podczas testów w 1895 roku.
Jeżeli pocisk przebił płytę z powyższymi danymi początkowymi, jego „K” należało określić na 2. Jednak pocisk nadal nie przebił pancerza, chociaż był blisko tego, dlatego należy przyjąć „ K” na nie mniej niż 168–2. Co znowu jest całkiem porównywalne z wynikami ostrzału płyty Kruppa dla Połtawy i standardami jej produkcji w Rosji.
Jednak Krupp nie tylko wyprodukował swoją zbroję, ale także sprzedał technologię jej produkcji każdemu, kto chciał ją kupić, a nabywców było wielu. Wśród nich była oczywiście Anglia i USA.
Na potrzeby Królewskiej Marynarki Wojennej
Badaniom poddano dwie płyty pancerne Krupp, wyprodukowane na licencji Krupp w dwóch różnych fabrykach. Tak więc 12 lipca 1898 r. Odbył się wypalanie na 305-milimetrowej płycie Krupp-Brown wyprodukowanej w fabryce Atlas Works. Znowu wystrzelili niezbyt ciężkie dwunastocalowe pociski o masie 714 funtów, czyli 323,9 kg (w zmowie z Niemcami czy co?).
Trzy naboje wystrzelono z prędkością uderzenia pancerza wynoszącą 1, 852 i 1 fps, przy czym żaden nie przebił pancerza. I nie jest to wcale zaskakujące, bo nawet gdyby pancerz został pokonany przez pocisk o największej prędkości 856 ft/s, czyli 1 m/s, oznaczałoby to, że „K” wynosiłoby zaledwie 849, podczas gdy opór pancerza Kruppa był oczywiście wyższy.
Druga płyta wyprodukowana przez Krupp-Kammel formalnie wydawała się mieć grubość 305 mm, jednak według autora artykułu „Badania płyt pancernych produkowanych w latach 1898–1899” była cieńsza. Faktem jest, że w brytyjskiej marynarce wojennej zwykle operowano nie grubością, ale ciężarem płyty pancernej, a autor zauważa: „Grubość płyty nie jest pokazana dokładnie, ale jej waga nie przekracza 480 funtów na metr kwadratowy. Biorąc pod uwagę tę wagę, widzimy, że jej grubość powinna być nieco mniejsza niż 12 cali, ponieważ w płycie wykonanej metodą Kruppa 1 stopa kwadratowa powinna ważyć 490 funtów. Można założyć, że jego grubość wynosiła 11,66 cala.
Wystrzelili trzy 12-calowe pociski Holzer o masie od 718,5 do 719,75 funtów, czyli od 325,9 do 326,5 kg. Oznacza to, że płytę pancerną testowano przy użyciu stosunkowo lekkich pocisków i nawet przy stosunkowo małych prędkościach w momencie uderzenia: maksymalnie 1 ft/s. W związku z tym nie jest zaskakujące, że płyta nie została ponownie przebita – gdyby została przebita pociskiem o masie 866 funta z prędkością 718,5 ft/s (1 m/s), oznaczałoby to „K” = 866. Oczywiście „K” płyty Kruppa powinno być wyższe i nie ma nic dziwnego w tym, że płyta pancerna nigdy nie została przebita.
Powstaje jednak pytanie: dlaczego Brytyjczycy podczas testów nie zwiększali konsekwentnie prędkości pocisku na pancerzu i nie osiągnęli rozbicia płyty, bo tylko w ten sposób można śmiało mówić o granicach jego trwałość?
Odpowiedź najwyraźniej leży w działach, z których przeprowadzono ostrzał.
Brytyjczycy bardzo aktywnie rozwijali swoją artylerię morską i w 1895 roku opracowano i wprowadzono do masowej produkcji bardzo dobry system artyleryjski 305 mm/35 Mark VIII. To działo było instalowane na pancernikach klasy Majestic i było uzbrojone w pocisk przeciwpancerny o masie 850 funtów (385,55 kg). Następnie brytyjskie pancerniki i pierwsze pancerniki zostały wyposażone w pociski przeciwpancerne o dokładnie tej masie (prawdopodobnie innej konstrukcji, ale wadze pozostały takie same), aż do pojawienia się dział 305 mm/50.
Jednak najnowsze działa kal. 305 mm/35 nie ostrzeliwały pancerza Kruppa, na co wyraźnie wskazuje masa użytych pocisków. Pociski takie wystrzeliwano z dział 305 mm/25, podobnych do tych instalowanych na pancernikach klasy Colossus i Collingwood, zbudowanych w latach osiemdziesiątych XIX wieku.
Pancernik Collingwood
Według paszportu „krótkolufowe” dwunastocalowe działa zapewniały maksymalną prędkość początkową wynoszącą zaledwie 1914 stóp na sekundę. Można przypuszczać, że działa, z których testowano pancerz Kruppa, miały już trochę ognia i nie były w stanie wystrzelić na pancerzu pocisków o prędkości przekraczającej 1–856 ft/s. A Brytyjczycy byli całkiem zadowoleni, że trwałość zbroi Kruppa w tym przypadku przynajmniej odpowiadała najlepszym przykładom płyt pancernych Harveya.
Pewnie dlatego lord Brassey, o którym mowa w artykule, zwrócił uwagę: „Po tych eksperymentach możliwość wytwarzania w angielskich fabrykach płyt pancernych metodą Kruppa, zarówno grubych, jak i cienkich, należy uznać za w pełni sprawdzoną”.
Testy w USA
Dużo bardziej pouczające są testy amerykańskiego pancerza Kruppa, gdyż ostrzał prowadzono z nowocześniejszych systemów artyleryjskich niż przedpotopowy brytyjski 305 mm/25. W rezultacie w obu przypadkach, co zostanie opisane poniżej, Amerykanom udało się przebić testowane płyty pancerne i określić prędkość pocisków bliską maksymalnej, jaką te płyty mogły wytrzymać.
W obu przypadkach badaniom poddano pancerz wyprodukowany przez Carnegie, którego grubość w pierwszym przypadku wynosiła 305 mm, a w drugim 152 mm. Strzelanie odbywało się za pomocą pocisków, których kaliber był równy grubości płyty.
W stronę płyty kal. 305 mm wystrzelono trzy pociski o masie 850 funtów. Pierwsza, osiągająca prędkość na pancerzu wynoszącą 1 m/s: „pogłębiła się o 833 cala i po osadzeniu się w płycie nie utworzyła w niej pęknięć”. Drugi pocisk z prędkością 559 stóp/s (8,5 m/s) przebił pancerz, ale zrobił to na granicy wytrzymałości, gdyż utknął w okładzinie, jednak poważnie go uszkadzając. Trzeci pocisk, mający prędkość na pancerzu wynoszącą zaledwie 2 stóp/s (022 m/s), jak można było się spodziewać, nie przebił pancerza, wbijając się w niego jedynie na głębokość 616 cali.
Niewątpliwie dwunastocalowa płyta Carnegie wykazała się doskonałymi wynikami. Biorąc pod uwagę, że drugie, skuteczne trafienie jest bardzo bliskie maksymalnej wytrzymałości pancerza, otrzymujemy jego „K” równe lub nieco mniejsze od 2.
Jeśli chodzi o sześciocalowy pancerz Carnegie, został on przetestowany 13 lipca 1898 roku. Płyta została osadzona na podkładzie z drewna dębowego o grubości 12 cali i dwóch blach żelaznych o grubości 5/8 cala - niestety nie podano, czy jest to grubość jednej blachy, czy dwóch jednocześnie. Oddano cztery strzały w płytę pancerną z pocisków Carpenter kal. 4 mm, każdy o wadze 152 funtów (100 kg). Ale rozważymy tylko pierwsze trzy, ponieważ czwarty strzał został wystrzelony przez pocisk z końcówką przeciwpancerną. Zdjęcie tej płyty pancernej (po ostrzale) znajduje się w tytule artykułu.
Oczywiście trzeci strzał okazał się niezwykle bliski maksymalnej wytrzymałości pancerza: w końcu podszewka pod samym pancerzem miała znikomy opór. Jednocześnie sam pocisk został zniszczony, to znaczy w przypadku „czystej” penetracji, w której pocisk nawet na granicy pokonałby pancerz jako całość, wymagana byłaby jeszcze większa prędkość pancerza. Ale mimo to otrzymujemy wspaniałe „K” = 2!
Czy mamy powody, aby nie ufać przedstawionym wynikom?
Czy to możliwe, że amerykańska zbroja Kruppa okazała się znacznie lepsza od niemieckiej?
Całkiem oczywiste, że nie. Przecież krajowy, rosyjski pancerz wyprodukowany w technologii Kruppa wykazywał dość podobne wskaźniki: „K” = 2 dla płyty o grubości 335 mm w stosunku do pocisków 305-calowych i „K” = 12 dla płyty o grubości 2 mm w stosunku do 566 -calowe muszle.
odkrycia
Analizując trwałość płyt pancernych wytwarzanych metodą Kruppa w Rosji i za granicą, zwraca się uwagę na nadmierne zróżnicowanie trwałości pancerza Kruppa w porównaniu z jego poprzednikiem Harveyem. „Wczesny” Harvey pokazał opór „K” według de Marra na poziomie 1–700, czyli różnicę 1 jednostek. Nowa metoda zbioru, która została wynaleziona i stosowana przez specjalistów w fabryce w Carnegie, zapewniła „K” na poziomie 950–250, czyli 2 jednostek. Ale jak widać z wyników testu, trwałość pancerza Kruppa waha się w granicach 000–2 czyli 200 jednostek!
Ale jest tu ważny niuans.
Górną granicę odporności pancerza Kruppa wykazują pociski średniego kalibru, czyli 6-dm, natomiast ciężkie pociski dwunastocalowe wykazują „definicję” „K” w przedziale 2–150, czyli bardzo rozsądną 2 jednostek. Można założyć, że nienormalnie wysoką odporność pancerza Kruppa na pociski kalibru 400 mm można wytłumaczyć pewnymi cechami jego produkcji, które nie dotyczą kalibrów powyżej 250 dm, ale nie będąc ekspertem, nie mogę tego ocenić.
Z drugiej strony pancerz Harveya również wykazał się rekordową wydajnością w przypadku pocisków średniego kalibru. Czy można na tej podstawie przyjąć, że górna granica trwałości „wczesnego” i „kutego” Harveya („K” = 1950 i 2) ma zastosowanie do oceny jedynie 200–6-calowych systemów artyleryjskich, a czy dla pocisków 9–10 cali trwałość Harveya płyt będzie nieco niższa?
Może tak, może nie, niestety nie mam wiedzy, aby postawić taką możliwość w formie hipotezy. Być może w przyszłości, po opracowaniu i rozszerzeniu mojej bazy statystycznej, będę mógł poczynić pewne założenia w tym zakresie.
Ogólnie rzecz biorąc, dane, którymi dzisiaj dysponuję, pozwalają mi ocenić trwałość porównawczą płyt pancernych wykonanych metodą Harveya i Krupa w następującej proporcji:
Jeśli porównamy średnie wartości dla pocisków dużego kalibru, okaże się, że aby zapewnić równą trwałość pancerzowi Kruppa, należy przyjąć płytę pancerza „ulepszonego” Harveya o około 12% grubszego od Kruppa, a „wczesnego” Harveya. „Harvey – 37% grubszy od Kruppa.
Tutaj jednak jeszcze raz zwracam uwagę drogiego czytelnika, że wszystkie powyższe wnioski uzyskano empirycznie, czyli eksperymentalnie, w oparciu o stosunkowo małą statystyczną próbę testów. I choć w pewnym stopniu potwierdzają je opinie specjalistów z przełomu XIX i XX wieku, to trzeba zrozumieć, że ich opinie kształtowały się równie empirycznie – tyle że mieli większą próbę. W związku z tym uzyskane przeze mnie wyniki należy oceniać jako hipotezę, ale oczywiście nie jako ostateczną prawdę.
Proponuję w dalszym ciągu szukać wyników badań pancerza i pocisków, obliczać je za pomocą wzorów na penetrację pancerza i na podstawie uzyskanych wyników redagować i uzupełniać obraz prezentowany w tym cyklu artykułów. Jednakże wobec braku przekonujących zastrzeżeń uważam, że uzyskane przeze mnie dane można wykorzystać do modelowania możliwości krajowej artylerii morskiej podczas wojny rosyjsko-japońskiej.
Ciąg dalszy nastąpi...
informacja