Снаряд, броня и способы повышения бронепробиваемости орудий

При проектировании танка защищающую толщину брони выбирали, отталкиваясь от определенного противотанкового оружия, применение которого противником наиболее вероятно. При этом основными исходными параметрами для расчета являются: качество брони, масса и конструкция снаряда, калибр снаряда, скорость встречи снаряда с броней, угол встречи снаряда с броней. Для случая попадания по нормали эти величины связывались эмпирической формулой Круппа, лучше всего согласовавшейся с результатами экспериментов на гомогенных листах.

b = (V * P^0.5)/(K*d^0.5)

b — искомая толщина гомогенного листа в дм,

V — скорость снаряда в момент встречи с броней м/с,

P — масса снаряда,

d — калибр снаряда в дм,

K — весовой коэффициент стойкости брони и конструкции снаряда. До войны полагали К=1900–2300. В случае цементированной брони увеличивали его на 15-20%. В случае угла встречи, отличного от нормального (90°), вносили поправку по правилам тригонометрии, и хотя они в большинстве случаев довольно приблизительно соотносились с практикой — результаты считались удовлетворительными.

Во всех таблицах бронепробиваемости орудий присутствовали расчетные величины, отличавшиеся от реальности порой довольно значительно. Тем не менее, артиллеристы в исходных расчетах использовали ту же формулу Круппа, по которой определяли значение ПТП для данного орудия на данной дистанции. ПТП — предел тыльной прочности, т. е. когда ни один из осколков снаряда не проникал за броевую преграду, но начиналось повреждение тыльной поверхности бронелиста.

Гораздо важнее было оценить величину предела сквозного пробития (ПСП) — максимально возможное значение толщины брони, которое орудие способно пробить при данных условиях на данной дистанции (иначе — когда снаряд целиком проникал за броню). Кстати, именно здесь имеется большое расхождение в оценке ПСП по разным странам. Например, в СССР считалось, что броня пробита только в том случае, если все осколки бронебойного каморного охолощенного (т. е. без взрывчатки) либо сплошного снаряда оказывались за тыльной поверхностью бронеплиты. Англичане стояли за такое же правило, а американцы и немцы считали его необязательным. У них полным пробитием при оценке ПСП являлся случай, когда более 70-80% осколков снаряда окажутся за тыльной поверхностью бронеплиты.

Кроме того, все артиллеристы прекрасно понимали, что ПТП и ПСП — идеальные цифры. На самом деле, орудие сможет пробить броню толщиной, лежащей между этих цифр. Во всех странах при выработке критерия порога бронепробиваемости, заносимого в таблицу, выбрали цифру 50% от вероятности сквозного пробития, и только СССР выбрал в 1931 году 60%, а в 1938 году — еще ужесточил критерий до 70-75% от идеального сквозного пробития.

Справедливости ради следует заметить, что табличные значения бронепробиваемости, принятые в СССР после 1938 года выполнялись почти всегда, в то время как таблицы, продекларированные за границей, имели все же вероятностный характер, и только с 1943 года этот вопрос был кардинально пересмотрен Америкой и Великобританией.

На этих разночтениях было основано недоразумение, происшедшее с фирмой Бютаст, через которую СССР приобрел у Германии лицензию на выпуск 37-мм противотанковой пушки. После проведения испытаний в СССР, советские специалисты выдвинули немецкой фирме претензии, что бронепробиваемость пушки, указанная в паспорте, не соответствует действительности (сильно завышена немецкой стороной). Прошло около месяца, прежде чем конфликт разрешился.

Перед войной проводились многочисленные изыскания различных способов улучшения пробития брони. При этом бронебойные средства делились на фугасные и ударные. В первом случае разрушение бронелистов, или плит достигалось воздействием на них взрывной волны. К средствам этого типа относились противотанковые гранаты. И несмотря на то, что опыты даже с 10–15 мм листами цементованной брони показали, что для их пробития требуется заряд ВВ массой более 2 кг при условии тесного прилегания, противотанковые гранаты на вооружение эпизодически принимали, рекомендуя забрасывать их на крышу, где броня составляла около 6–8 мм. Кроме гранат, к устройствам такого типа относились противотанковые мины для подрыва днища. Перед войной они распространения не получили и использовались в основном для лишения танка способности двигаться повреждая ходовую часть.

Ударные бронебойные боеприпасы изучались практически всеми странами. Для всех было очевидно, что для получения возможно большей кинетической энергии снаряда при встрече с броней необходимо, чтобы его скорость встречи и масса были максимально большими. Для этого стремились, во-первых, увеличить начальную скорость снаряда. Велись эксперименты с длинными стволами малых калибров. Но при этом легкие снаряды медленнее разгонялись в стволе (ускорение определяется делением силы давления пороховых газов на массу снаряда) и быстрее теряли свою скорость от сопротивления воздуха. Они требовали чересчур длинных стволов и слишком большого порохового заряда, а это требовало большой толщины стенок орудия и увеличения массы лафета. Иными словами, орудие становилось очень тяжелым и длинноразмерным, в то же время оставалось малокалиберным и, соответственно, малопригодным для поражения живой силы. Поэтому более предпочтительным казался путь увеличения массы снаряда при прочих равных условиях.

В 1936–1938 годах велись обширные эксперименты со снарядами большой поперечной нагрузки и улучшенного аэродинамического качества. Теоретически такие «пики» были способны пронзать броню очень большой толщины. Например, 20-мм снаряд-пика массой 800 грамм теоретически мог пробить при идеальных условиях броню до 120 мм! Но на практике опыты с такими снарядами закончились неудачно: так как их стабилизация в полете осуществлялась вращением, то головная часть любого вращающегося снаряда описывает некий конус (как волчок постоянно «вальсует») относительно центра массы. И чем снаряд длиннее — тем больший конус описывает его головная часть. Таким образом, ударяясь в броню, такая пика имеет большой шанс встретиться с поверхностью брони под некоторым углом и сломаться еще до того, как броня начнет поддаваться ей. Именно это и происходило в подавляющем количестве экспериментов. В результате, опыты со снарядами-пиками были оставлены.