Ruská a německá velkorážová námořní děla z éry první světové války
Již dávno jsem ve své první sérii článků publikovaných na VO a věnovaných dreadnoughtům sevastopolského typu naznačil, že pokud nějakým zázrakem v bitvě u Jutska na místě Beattyho bitevních křižníků vzniknou čtyři ruské dreadnoughty, pak 1. průzkumná skupina Hipper by očekávala kompletní porážku. A pak a mnohem později v diskuzi o mých dalších materiálech věnovaných dreadnoughtům a superdreadnoughtům z dob první světové války jsem byl opakovaně požádán, abych takovou bitvu simuloval. Proč ne?
O čem tento cyklus je?
V materiálech, na které jste upozornili, se pokusím shromáždit potřebná data pro simulaci možných výsledků konfrontace mezi našimi baltskými dreadnoughty a německými bitevními křižníky.
K tomu je nutné pochopit schopnosti ruského a německého námořního dělostřelectva, pokud jde o průbojnost pancíře a sílu granátů. Porovnejte kvalitu ruské a německé zbroje. Porovnejte pancéřové systémy, abyste mohli posoudit volné manévrovací zóny lodí. Prozkoumejte možnosti SLA a určete odhadovaný počet zásahů. A pak teprve přistoupit v podstatě ke srovnání.
Bylo by samozřejmě hezké zároveň poměřit bojové schopnosti Sevastopolu s bojovými schopnostmi Kaiserových bitevních lodí. Ale ne v této době. Protože k tomu je nutné detailně rozebrat design německých dreadnoughtů. Analogicky s tím, jak jsem to udělal v cyklu věnovaném srovnávání bitevních křižníků Anglie a Německa. Tato práce však dosud nebyla provedena. K této problematice se tedy vrátíme někdy později.
Zvláště bych chtěl poznamenat: budu velmi vděčný milým čtenářům za jakoukoli konstruktivní kritiku. Neváhejte se vyjádřit, pokud v mém příspěvku najdete nějakou chybu.
Z mé strany přiložím k hlavnímu textu článků mnou používané vzorce a výchozí údaje pro výpočty. Aby si ten, kdo si přeje, mohl údaje snadno zkontrolovat.
No, začnu zhodnocením schopností ruského a německého velkorážního námořního dělostřelectva, které bylo vyzbrojeno loděmi dreadnought éry Ruska a Německa.
Ruské impérium
O ruských dělostřeleckých systémech se snadno píše. Protože tam byl jen jeden z nich - slavný 305 mm / 52 kanón továrny Obukhov mod. 1907.
Domácí námořní myšlení se samozřejmě nezastavilo na 12 palcích. A v budoucnu byly vytvořeny 356 mm dělostřelecké systémy pro bitevní křižníky typu Izmail a 406 mm pro pokročilé bitevní lodě. Ale čtrnáct palců nestihlo dokončit celý průběh testů před koncem první světové války a nebyly instalovány na válečné lodě. A šestnáctipalcová zbraň se ani nestihla vyrobit, přestože na ni byl vydán rozkaz. Proto o těchto nástrojích nebudu uvažovat. A totéž platí pro starší 254mm/50 a 305mm/40 děla. Od poslední eskadry ozbrojené bitevní lodě a obrněné křižníky. Nikdy se neplánovalo, že budou instalovány na dreadnoughty.
Ruský kanón 305 mm/52 je zajímavý tím, že původně vznikl podle konceptu "lehká střela - vysoká úsťová rychlost". Předpokládalo se, že z něj bude vypálena lehká střela o hmotnosti 331,7 kg s počáteční rychlostí 914 m/s a poté dokonce 975 m/s.
Ale již v procesu vytváření zbraně přišli domácí střelci na potřebu přejít na koncept „těžkého projektilu – nízká počáteční rychlost“. Což vedlo ke vzniku skořápek arr. 1911, jehož hmotnost byla 470,9 kg, ale počáteční rychlost klesla na 762 m / s.
Jako výbušnina byl použit trinitrotoluen (TNT), jehož množství v projektilu prorážejícím pancíř bylo 12,96 kg a ve vysoce výbušném projektilu - 58,8 kg. Zdroje uvádějí také polopancéřové granáty, jejichž hmotnost výbušniny dosahovala 61,5 kg. (Ale kvůli některým nejasnostem je nechávám mimo rámec tohoto článku). S maximálním elevačním úhlem 25° byl dostřel 132 kabelů nebo 24 446,4 m.
Právě těmito děly byly vyzbrojeny baltské bitevní lodě typu Sevastopol a černomořské bitevní lodě typu Empress Maria.
Německo
Na rozdíl od ruských námořníků, kteří se během první světové války museli spokojit s velkorážním dělostřeleckým systémem jednoho projektu, německá flotila na volném moři obdržela až 4 typy těchto děl (nepočítaje ty, které byly instalovány na pre- dreadnoughts, samozřejmě). Popíšu je ve vzestupném pořadí podle bojové síly.
Kanón ráže 279 mm/45 byl první zbraní, která vstoupila do služby u dreadnoughtů.
Její střely měly hmotnost 302 kg a počáteční rychlost byla 850 m/s. Německé pro všechny dreadnought zbraně, stejně jako ruské, byly vybaveny TNT (což nám značně zjednodušuje srovnání střeliva). Ale bohužel nemám přesné údaje o obsahu výbušnin v 279 mm granátech. Podle některých zpráv dosáhla hmotnost výbušnin v pancéřové střele 302 kg 8,95 kg. Ale o těch vysoce výbušných nevím absolutně nic. Palebný dosah 279 mm/45 děl dosahoval 18 900 m při úhlu náměru 20°. První německé dreadnoughty typu Nassau a bitevní křižník Von der Tann byly vybaveny takovými děly.
V budoucnu pro potřeby Flotila bylo vytvořeno výkonnější dělo 279 mm / 50. Střílela stejné projektily (jako 279 mm/45), ale s úsťovou rychlostí zvýšenou na 877 m/s. Maximální elevační úhel těchto děl v lafetách na věžích byl však snížen na 13,5°. I přes zvýšení počáteční rychlosti se tedy dostřel mírně zmenšil a činil 18 100 m. Vylepšená děla 279 mm / 50 obdržela bitevní křižníky typu Moltke a Seydlitz.
Dalším krokem ke zlepšení výzbroje německých lodí bylo vytvoření dělostřeleckého mistrovského díla - děla 305 mm / 50. Na svou ráži to byl extrémně výkonný dělostřelecký systém, střílející 405 kg pancéřových a 415 kg vysoce výbušných granátů, jejichž obsah výbušnin dosahoval 11,5 kg a 26,4 kg. Počáteční rychlost střelby (405 kg granátů) byla 875 m/s. Dostřel při elevačním úhlu 13,5° byl 19 100 m. Těmito děly byly vybaveny bitevní lodě typů Ostfriesland, Kaiser, König a bitevní křižníky typu Derflinger.
Vrcholem „pochmurného árijského námořního génia“ však nebyl v každém ohledu vynikající dělostřelecký systém, ale monstrózní 380 mm / 45 dělový mod. 1913. Tento „superkanón“ používal 750 kg pancéřové a vysoce výbušné granáty (možná hmotnost pancéřového granátu byla 734 kg), obsahující 23,5 a 67,1 kg TNT. Počáteční rychlost 800 m/s poskytovala palebný dosah 23 200 m při úhlu náměru 20°. Takové zbraně obdržely Bayern a Baden, které se staly jedinými superdreadnoughty Kaiserlichmarine.
Uvažujeme o průniku pancířem
Pro výpočet průniku pancíře ruských a německých děl jsem použil klasický vzorec Jacoba de Marra.
Zároveň jsem pro všechny zbraně přijal koeficient K rovný 2000. Což zhruba odpovídá klasickému cementovanému brnění Krupp z konce 279. století. To není úplně správné. Od kvality nábojů 305 mm, 380 mm a XNUMX mm se mohly poněkud lišit. Dá se ale předpokládat, že tento rozdíl nebyl příliš velký. Níže uvedené výpočty lze tedy považovat za výsledek dopadu všech výše uvedených dělostřeleckých systémů na cementovaný pancíř Krupp, kterým byl na samém počátku XNUMX. století.
Abych získal počáteční data pro výpočty (úhel dopadu a rychlost střely v určité vzdálenosti), použil jsem balistický kalkulátor „Kulička“ verze 1.0 ze dne 23.05.2011 vyvinutý Alexandrem Martynovem (kterému při této příležitosti děkuji z celého srdce za vytvoření tak užitečného programu). Výpočet byl jednoduchý. Nastavením hodnot hmotnosti a ráže střely, její počáteční rychlosti, maximálního úhlu elevace a dostřelu s ní byl vypočten koeficient tvaru střely, který byl použit pro další výpočty. Tvarové koeficienty jsou následující:
Ruská střela 305 mm 470,9 kg - 0,6621.
Německá střela 279 mm 302 kg pro 279 mm/45 děla - 0,8977.
Německá střela 279 mm 302 kg pro 279 mm/50 děla - 0,707.
Německá střela 305 mm 405 kg - 0,7009.
Německá střela 380 mm 750 kg - 0,6773.
Za pozornost stojí zajímavá zvláštnost. Tento ukazatel pro děla 279 mm/45 a 279 mm/50 je zcela odlišný, i když hmotnost střely je identická.
Výsledné úhly dopadu, rychlost střely na pancíř a průbojnost pancíře při K=2000 jsou uvedeny v tabulce níže.
Je však třeba vzít v úvahu, že skutečný průnik pancíře v případech, kdy tloušťka pancíře přesahuje 300 mm, by měl být vyšší než uvedené hodnoty. To je způsobeno skutečností, že s nárůstem tloušťky pancéřové desky začíná její relativní pancéřová odolnost klesat. A například vypočtenou pancéřovou odolnost plátu 381 mm v praxi potvrdí pouze plát tloušťky 406 mm. Pro ilustraci této teze použiji tabulku ze S. E. Vinogradova „Poslední obři ruské císařské flotily“.
Vezměme 300mm pancéřovou desku z pancíře Krupp určité kvality, udávající koeficient K = 2000 ve vztahu k řekněme ruské střele 470,9 kg. Takže pancíř o tloušťce 301 mm, vyrobený z přesně stejného pancíře, bude mít K o něco nižší než 2000. A čím tlustší pancéřová deska, tím více se K sníží. Ale vzorec, který používám, dává docela dobrou aproximaci:
y \u0,0087d 2x4,7133 – 940,66x + XNUMX, kde
y je skutečná tloušťka proražené pancéřové desky;
x je vypočtená tloušťka pancéřové desky, která má být proražena při konstantní K.
V souladu s tím, s přihlédnutím k relativnímu poklesu odporu pancéřových desek, výsledky výpočtu nabyly následujících hodnot.
Důležité upozornění
Nejprve prosím milého čtenáře, aby se nepokoušel použít výše uvedená data k simulaci námořní bitvy mezi ruskými, německými a jinými válečnými loděmi. Pro takové použití jsou nevhodné, protože nezohledňují skutečnou kvalitu ruských a německých obrněnců. Pokud se totiž například ukáže, že ruský pancíř bude mít K < 2000 a německý naopak K > 2000, tak se samozřejmě změní i průbojnost pancíře granátů na různé vzdálenosti.
Tyto tabulky jsou vhodné pouze pro srovnání ruských a německých námořních děl při střelbě na zbroje stejné kvality. A samozřejmě poté, co autor pochopí odolnost výrobků německých a ruských obrněných vozidel, budou pro další výpočty velmi důležité údaje o úhlech dopadu a rychlosti střel na pancíř.
Některé závěry
Obecně je vidět, že ruský přístup „těžký projektil – nízká úsťová rychlost“ se ukázal jako znatelně výhodnější než německý koncept „lehký projektil – vysoká úsťová rychlost“. Takže například německý kanón 305 mm/50 vypálil 405 kg střelu s počáteční rychlostí 875 m/s. A ruský - 470,9 kg projektil s rychlostí pouhých 762 m/s. Pomocí slavného vzorce "hmotnost vynásobená druhou mocninou rychlosti na polovinu" dostaneme, že kinetická energie německé střely při výstupu z hlavně je přibližně o 13,4 % vyšší než ta ruské. To znamená, že německý dělostřelecký systém je výkonnější.
Ale jak víte, lehčí projektil ztrácí rychlost a energii rychleji za letu. A ukazuje se, že již ve vzdálenosti 50 kabelů jsou ruské a německé dělostřelecké systémy vyrovnány v pronikání pancíře. A pak je výhoda ruských zbraní na vzestupu. A na vzdálenost 75 kabelů je výhoda ruského kanónu již docela znatelnách 5,4 %, a to i s přihlédnutím k nejhoršímu (z hlediska průniku pancířem) úhlu sklonu střely při pádu. Zároveň má ruský průbojný projektil (je těžší) určitou výhodu v působení pancíře, protože má velký obsah výbušnin: 12,96 oproti 11,5 kg (opět téměř o 12,7 %).
Výhody ruského dělostřeleckého systému jsou patrné i při srovnání vysoce výbušných granátů. Za prvé, ruská vysoce výbušná střela má stejnou hmotnost jako průbojná. A proto pro sebe nevyžaduje samostatné střelecké stoly, což je nepopiratelná výhoda. I když, přísně vzato, nevím, jak byl tento problém vyřešen v Kaiserově flotile. Možná se jim podařilo upravit prachovou nálož tak, aby byly dostřely průbojných a vysoce výbušných zbraní ve všech úhlech náměru stejné? Ale i tak je tu stále výbušná kapacita a tady má ruský projektil se svými 58,8 kg prostě drtivou převahu. Německá nášlapná mina 415 kg měla pouze 26,4 kg, tedy o něco méně než 44,9 % ruské.
A musíte pochopit, že taková výhoda ruského projektilu byla velmi důležitá v souboji proti obrněným protivníkům. Na velkou vzdálenost, kde se od pancéřových granátů už nedalo mnoho očekávat, by silná trhavina snadno zničila relativně tenké paluby nepřítele. A když kolem nich vybuchne se svými vlastními úlomky a kusy brnění, mohlo by to docela dobře způsobit velké škody na odděleních v citadele.
Ano, a když je nášlapná mina zasažena do brnění, dokáže věci. V tomto případě by mezera v jeho výbušninách (v kombinaci s energií samotného projektilu) mohla ještě překonat obranu a zahnat úlomky pancíře a projektilu do vyhrazeného prostoru. Samozřejmě, že škodlivý účinek v tomto případě bude mnohem slabší, než když pancéřová střela projde pancířem jako celkem. Ale bude. A to na takové vzdálenosti, kde už bariéru neprorazí pancéřový projektil. Ruské vysoce výbušné granáty byly schopny prorazit i 250 mm pancíř na velké vzdálenosti.
Jinými slovy, na vzdálenost až 50 kabelů bylo ruské dělo horší než německé v průbojnosti pancíře, a pak bylo lepší. Nehledě na to, že síla ruských granátů byla vyšší. Připomeňme si nyní, že německé dělo 305 mm/50 bylo výkonnější, protože při výstřelu předávalo svému projektilu více energie než ruské.
Pokud by v důsledku toho německé dělo poskytovalo lepší průbojnost pancířem, mohlo by to být považováno za výhodu. Ale vzdálenosti menší než 5 mil pro dreadnoughty jsou spíše vyšší mocí. Což se samozřejmě může stát. Řekněme v podmínkách špatné viditelnosti. Ale stále je to výjimka z pravidla.
Pravidlem bude boj na 70 ꟷ75 kabelech. Což lze považovat za efektivní bitevní vzdálenost, se kterou tehdejší SLA mohla dobře poskytnout dostatečný počet zásahů k vyřazení nebo zničení nepřátelské bitevní lodi. Ale na takové vzdálenosti má výhodu v pronikání pancíře již ruské dělo. A velká síla německého dvanáctipalce už není ctností, ale nevýhodou. Protože čím silnější je dopad na kmen, tím menší je jeho zdroj.
Další zásluhou německého dělostřeleckého systému by mohla být plochost palby, která podle všeho poskytuje lepší přesnost (i když je o čem mluvit). Faktem ale je, že plochost ruského a německého dělostřeleckého systému (ráže 12 palců) se příliš nelišila. Na stejných 75 kabelech padl německý projektil pod úhlem 12,09 ° a ruský - 13,89 °. Je nepravděpodobné, že by rozdíl 1,8° mohl poskytnout znatelně lepší přesnost pro německé dělo.
Můžeme tedy bezpečně konstatovat převahu domácího dělostřeleckého systému 305 mm / 52 nad německým 305 mm / 50.
O německých dělech 279 mm / 50 a 279 mm / 45 není co říci. Na vzdálenost 75 kabelů ztratily v průbojnosti pancíře na ruské dvanáctipalcové více než 1,33, respektive 1,84krát.
A i když se mi bohužel nepodařilo s jistotou zjistit obsah výbušnin ve 302 kg německých granátů. Ta byla ale (samozřejmě) výrazně nižší než u ruských 470,9 kg.
Ale samozřejmě, bez ohledu na to, jak dobrá byla ruská dvanáctipalcová zbraň na své úrovni, nemohla vydržet srovnání s německým dělostřeleckým systémem 380 mm / 45. Zde koncept „těžký projektil – nízká počáteční rychlost“ nezachránil. I relativně lehký 750 kg průbojný projektil „Bayern“ nebo „Baden“ měl výbušnou náplň o 81 % vyšší. Nehledě na to, že jeho průbojnost pancíře na vzdálenost stejných 75 kabelů byla o 21,6 % vyšší.
Co zde lze říci? Samozřejmě, že zvýšení ráže na 380 mm vedlo Němce k vytvoření nové generace dělostřeleckých systémů, kterým se žádná 305 mm děla nemohla ani přiblížit.
Proto přechod předních námořních velmocí na děla ráže 380ꟷ410 mm ve skutečnosti zrušil ochranu bitevních lodí z dob první světové války a vyžadoval zcela jiná schémata, tloušťku a kvalitu pancíře.
Tato série článků se ale v žádném případě nevěnuje post-utlandským superdreadnoughtům. A proto se v příštím článku pokusím zabývat pancéřovou odolností ruských obrněnců používaných při stavbě bitevních lodí třídy Sevastopol.
Chcete-li se pokračovat ...
informace