1944: IS kontra „Tygrys”
Zadanie specjalne Ludowego Komisariatu Przemysłu Czołgowego
Jak wiadomo, słynna armata Wehrmachtu 88 mm istniała w dwóch modyfikacjach. Pierwszy nosił nazwę KwK 36, miał lufę o długości 51 kalibrów i nadawał pociskowi prędkość początkową 800 m/s. Drugie działo KwK 43 zostało wyprodukowane z lufą kalibru 71 i strzelało pociskami z prędkością początkową 1000 m/s. KwK 43 był niedoścignionym działem przeciwpancernym Wehrmachtu i wymagał odpowiedniej reakcji ze strony radzieckich konstruktorów czołgów. Jedyny czołg, który mógł odpowiednio wytrzymać niemieckie działa, był ciężkim IS.
Pojazd powstał na przełomie 1942-1943, a pojawienie się na froncie hitlerowskiego „Tygrysa” znacznie przyspieszyło proces rozwoju. W kwietniu 1943 r. Wybrali najbardziej optymalną wówczas broń do zwalczania pancerza niemieckiego czołgu - 85-mm działo przeciwlotnicze 52-K modelu 1939. Pocisk przeciwpancerny przebił stal nazistowskiego czołgu o średnicy 100 mm z odległości jednego kilometra. Ale był też problem odwrotny - jak chronić ciężkie IP przed Niemcami artyleria 75 i 88 mm. W związku z tym Ludowy Komisariat Przemysłu Czołgowego zlecił TsNII-48 (Instytut Pancerny) wykonanie prac „opracować sposoby dalszej poprawy ochrony pancerza czołgu ciężkiego „IS”".
Głównym wymaganiem dla pancerza czołgu IS było zapewnienie minimalnej szybkostrzelności czołgu pociskami kalibru 75 i 88 mm w obszarze kątów kursu na dystansie 500 m. Ponadto Komisariat Ludowy zażądał zbadania zabójczy efekt nie tylko KwK 36 z „Tygrysa”, ale także KwK 43, który był zainstalowany na „Królewskim Tygrysie”, a także dział samobieżnych „Jagdpanther” i „Ferdinand”. Tylko pracownicy TsNII-43 nie mieli na stanie KwK 48, więc wszelkie obliczenia dotyczące odporności pancerza IS na pociski tego działa były czysto teoretyczne. Inżynierowie testowi napisali:
„W tym przypadku wykorzystaliśmy przybliżone dane uzyskane poprzez ekstrapolację krzywych odporności pancerza podczas strzelania z dział o początkowej prędkości pocisku wynoszącej 810 m/s”.
Mówimy o armacie KwK 36, która jest o krok od potężnego KwK 43.
Źródło: „Krótki raport techniczny na temat B-27-44”
Warto zauważyć, że opracowywanie opcji poprawy ochrony pancerza czołgu IS przeprowadzono tylko dla kadłuba czołgu, ponieważ w czasie testów projekt wieży był w fazie opracowywania. Fakt ten dobrze ilustruje presję czasu, w jakiej w latach wojny znajdował się przemysł pancerny – wróg regularnie rzucał na front nowe pojazdy i trzeba było szybko się z nimi uporać.
Jako cel wyznaczono pracownikom Centralnego Instytutu Badawczego-48 następujące postanowienia:
„1. Ustalenie wpływu rodzaju opancerzenia na charakterystyki taktyczne czołgu IS przy zastosowaniu istniejącej konstrukcji. 2. Ocena jakości opancerzenia poszczególnych elementów konstrukcyjnych kadłuba czołgu IS oraz identyfikacja słabych punktów ich ochrony. 3. Porównanie konstrukcji i charakterystyk taktycznych czołgu IS z niemieckim czołgiem Tiger. 4. Opracowanie nowych możliwości ochrony pancerza czołgu IS przed nowoczesną bronią przeciwpancerną (działo kalibru 88 mm o początkowej prędkości pocisku 1000 m/s).
IS lub „Tygrys”
Pierwszy Tygrys trafił w ręce żołnierzy radzieckich bez szwanku na początku 1943 roku i został dokładnie przebadany w TsNII-48. Było zatem z czym porównać IP. Radziecki czołg pod wieloma względami różnił się korzystnie od niemieckiego. Inżynierowie szczególnie podkreślają większą grubość pancerza (20 procent) głównych części przednich i bocznych. W raporcie wspomina się także o:
„IS wyróżnia się zastosowaniem w swojej konstrukcji znacznych kątów nachylenia części (do 30 stopni z przodu i 50 stopni z tyłu), co zapewnia taktycznie korzystniejszy kształt czołgu IS w porównaniu z prostoliniowymi i niemal pionowe zarysy Tygrysa.”
Do zalet należało szerokie zastosowanie elementów odlewanych (nos, wieża i skrzynia wieży). Pancerz walcowany na IS był używany tylko w częściach bocznych i tylnych. Wniosek z rozumowania inżynierów TsNII-48 był następujący:
„Na podstawie powyższego, w obecności broni o w przybliżeniu równej sile na obu czołgach (działa podobnych kalibrów 85-88 mm o początkowej prędkości pocisku do 800 m/s), czołg IS ze swojej konstrukcji ma przewagę taktyczną nad czołgiem Tygrys”.
Osobno oceniano rodzaj opancerzenia czołgu IS. Wybór padł pomiędzy pancerzem o wysokiej i średniej twardości. Próbki wystrzelono pociskami 75 mm i 88 mm - była to wówczas najniebezpieczniejsza i najbardziej rozpowszechniona broń przeciwpancerna Wehrmachtu. Badania wykazały 1,5-2-krotną przewagę pancerza o wysokiej twardości nad próbkami o średniej twardości. W raporcie stwierdza się:
„To ostatnie potwierdza słuszność podjętej decyzji o produkcji czołgu IS z pancerza o dużej twardości i potrzebę obecnie przyspieszenia transferu walcowanych części do tego typu pancerza”.
Strzelali także do czołgu Tygrys z armaty 85 mm. Dla Niemca ustalenia były rozczarowujące. Najkrótsza odległość penetracji przedniej części czołgu pod ostrzałem IS wynosi 2,5 km, natomiast IS może zostać przebity w czoło pociskiem kal. 88 mm z odległości 1,4 km. Wszystko to wyraźnie wskazywało na znaczną przewagę taktyczną radzieckiego czołgu ciężkiego nad hitlerowskim.
Źródło: „Krótki raport techniczny na temat B-27-44”
Inżynierowie TsNII-48 nie tylko przeprowadzili prace eksperymentalne z pancerzem, ale także udało im się opracować metodę niszczenia poszczególnych części czołgu. Wzór na obliczenie tzw. „współczynnika beta” jest dość uciążliwy, podobnie jak samo zdefiniowanie współczynnika. Doceń piękno sformułowania:
„Współczynnik ten jest proporcjonalny do liczby możliwych niebezpiecznych trafień pocisków w daną część podczas ostrzału czołgu ze strefy zagrożenia diagramu taktycznego, ograniczonej określoną odległością i kątami kursu”.
Inżynierowie wyprowadzili jako zmienne następujące parametry: względne obciążenie właściwe pocisku, pole rzutu części na płaszczyznę pionową, kąt kursu zbiornika, kąt konstrukcyjny pomiędzy częścią a osią wzdłużną zbiornika, jak a także największą odległość, na jaką należy uderzyć część pod danym kątem kursu.
Obliczenia wykazały, że najbardziej dotkniętymi częściami były boki kadłuba i wykładzina błotnika. Następna pod względem uszkodzeń jest rufa, dolna część czołowa oraz boczne skosy skrzyni wieży i dziób. W raporcie pisze:
„W porównaniu z podatnością górnej części czołowej, podatność tych części jest 2-3 razy większa.”
Według obliczeń osłabione strefy kadłuba czołgu zostały przebite przez pociski kal. 75 mm i 88 mm pod kątem kursu 75–105 stopni i na odległość ponad 3 km. Stwierdzone na poziomie matematycznym braki w opancerzeniu czołgu należało jak najszybciej naprawić. Przypomnijmy, że w TsNII-48 badano wówczas jedynie kadłub czołgu IS. Przez wiele lat kwintesencją sowieckiego podejścia do rozplanowania czołgów było sformułowanie we wnioskach:
„Zgodnie z krzywymi konkretnego obciążenia pocisku wartość właściwego obciążenia pocisku na danej części jest tym większa, im wyżej część ta znajduje się na wysokości zbiornika”.
Odpowiednio, im niższy zbiornik, tym łatwiej jest zmniejszyć jednostkowe obciążenie pocisku. Proste i uczciwe tezy, które znacznie skomplikowały prace projektowe konstruktorów czołgów na kolejne dziesięciolecia.
Źródło: „Krótki raport techniczny na temat B-27-44”
Stosunkowo zadowalające – tak testerzy scharakteryzowali taktyczną ochronę IS w rzucie czołowym od 75-mm i 88-mm KwK 36. Aby osiągnąć tzw. równą śmiertelność całego przedniego rzutu, zaproponowano zwiększenie grubość NLD do 115 mm, a boczne skosy nosa i skrzynki wieży - do 120 mm. Według obliczeń masa kadłuba wzrosłaby o nieznaczne 250 kg. Ale w przypadku KwK 43, zdolnego wystrzelić pocisk kal. 88 mm z prędkością początkową 1000 m/s, wszystko było znacznie bardziej skomplikowane. Obliczenia wykazały, że nawet przód IS może przebić się z odległości do 2,8 km. Była to katastrofa, wymagająca radykalnej zmiany opancerzenia przedniej części kadłuba czołgu. Ostateczne zalecenia TsNII-48 w tym zakresie były następujące:
„Najlepszą opcją na taką zmianę jest wymiana czubka odlewanego na spawany na częściach walcowanych z VLD o grubości 90 mm przy kącie nachylenia 60 stopni, NLD o grubości 135 mm przy kącie nachylenia 30 stopni oraz odlewaną wieżą skrzynka z górnymi skosami bocznymi o grubości 140 mm i kątem nachylenia od pionu 30 stopni. Pozostałe części skrzyni wieży pozostają niezmienione, podobnie jak w istniejącej konstrukcji. Proponowany projekt nosa może być również wykonany metodą odlewania, ale z pogrubieniem VLD do 100 mm i NLD do 145 mm.”
Przedni występ kadłuba czołgu IS w tym przypadku stał się praktycznie niewrażliwy na działanie 88-mm KwK 43, a masa wzrosła o około 850 kg. Ostatecznie jedynym godnym rywalem dla radzieckiego czołgu ciężkiego było działo przeciwpancerne Pak 128 kal. 80 mm, ale prawdopodobieństwo, że czołg IS napotka tak rzadką bestię było znikomo małe.
informacja