Российские и германские крупнокалиберные морские пушки эпохи Первой мировой войны
Давным-давно в первом моем цикле статей, опубликованном на «ВО» и посвященном дредноутам типа «Севастополь», я предположил, что если бы каким-то чудом в Ютландском сражении на месте линейных крейсеров Битти возникла четверка русских дредноутов, то 1-ую разведгруппу Хиппера ожидал бы полный разгром. И тогда, и много позже в обсуждении других моих материалов, посвященных дредноутам и сверхдредноутам эпохи Первой мировой войны, мне неоднократно предлагали смоделировать такое сражение. Что ж, почему бы и нет?
О чем этот цикл?
В предлагаемых Вашему вниманию материалах я постараюсь собрать необходимые данные для моделирования возможных результатов противостояния наших балтийских дредноутов и германских линейных крейсеров.
Для этого необходимо разобраться в возможностях российской и германской морской артиллерии в части бронепробиваемости и могущества снарядов. Сопоставить качество русской и германской брони. Сравнить системы бронирования для того, чтобы можно было оценить зоны свободного маневрирования кораблей. Изучить возможности СУО и определить предположительное количество попаданий. И вот тогда уже только приступать, собственно, к сравнению.
Было бы неплохо, конечно, заодно соразмерить боевые возможности «Севастополей» с таковыми у линкоров кайзера. Но не в этот раз. Потому что для этого следует детально разбирать конструкцию немецких дредноутов. По аналогии с тем, как я делал это в цикле, посвященном сравнению линейных крейсеров Англии и Германии. Однако эта работа еще не проведена. Так что вернемся к этому вопросу когда-нибудь позднее.
Хотелось бы отметить особо: я буду чрезвычайно благодарен уважаемым читателям за любую конструктивную критику. Прошу Вас, не стесняйтесь, комментируйте, если обнаружили в моей публикации какую-то ошибку.
Со своей стороны, буду прикладывать к основному тексту статей используемые мною формулы и исходные данные для расчетов. Чтобы желающие могли бы несложно проверить данные.
Ну, а начну я с оценки возможностей российской и германской крупнокалиберной морской артиллерии, которой вооружались корабли дредноутной эпохи России и Германии.
Российская Империя
О российских артсистемах писать просто. Потому что она и была-то всего одна – знаменитая 305-мм/52 пушка Обуховского завода обр. 1907 года.
Конечно, на 12 дюймах отечественная военно-морская мысль не остановилась. И в дальнейшем создавались 356-мм артсистемы для линейных крейсеров типа «Измаил» и 406-мм – для перспективных линкоров. Но четырнадцатидюймовки не успели пройти полный курс испытаний до завершения Первой мировой войны и на боевые корабли не устанавливались. А шестнадцатидюймовую пушку даже не успели изготовить, хотя заказ на нее и был выдан. Поэтому указанные орудия я рассматривать не буду. И то же касается более старых 254-мм/50 и 305-мм/40 орудий. Так как последними вооружались эскадренные броненосцы и броненосные крейсера. Их никогда не планировалось устанавливать на дредноуты.
Российская 305-мм/52 пушка интересна тем, что изначально она создавалась согласно концепции «легкий снаряд – высокая начальная скорость». Предполагалось, что стрелять из нее будут облегченным 331,7 кг снарядом с начальной скоростью 914 м/с, а затем даже и 975 м/с.
Но уже в процессе создания орудия отечественные артиллеристы пришли к необходимости перехода на концепцию «тяжелый снаряд – низкая начальная скорость». Что и привело к появлению снарядов обр. 1911 года, масса которых составила 470,9 кг, но начальная скорость снизилась до 762 м/с.
В качестве взрывчатого вещества использовался тринитротолуол (ТНТ), количество которого в бронебойном снаряде составляло 12,96 кг, а в фугасном – 58,8 кг. В источниках имеются также упоминания о полубронебойных снарядах, вес ВВ в которых достигал 61,5 кг. (Но в связи с некоторыми неясностями я оставляю их за рамками данной статьи). При максимальном угле возвышения 25° дальность стрельбы составила 132 кабельтовых или 24 446,4 м.
Именно такими орудиями были вооружены балтийские линкоры типа «Севастополь» и черноморские – типа «Императрица Мария».
Германия
В отличие от российских моряков, вынужденных в Первую мировую войну довольствоваться крупнокалиберной артсистемой одного проекта, германский Флот Открытого моря получил на вооружение аж 4 типа таких орудий (не считая тех, что устанавливались на додредноуты, конечно). Опишу их в порядке возрастания боевой мощи.
Первым орудием, поступившим на вооружение дредноутов, стала 279-мм/45 пушка.
Ее снаряды имели массу 302 кг, а начальная скорость составляла 850 м/с. Германские для всех дредноутных орудий, как и российские, оснащались ТНТ (что значительно упрощает нам сравнение боеприпасов). Но, к сожалению, точными данными о содержании ВВ в 279-мм снарядах я на располагаю. По некоторым данным, масса ВВ в бронебойном 302 кг снаряде достигала 8,95 кг. А вот о фугасных мне совершенно ничего не известно. Дальность стрельбы 279-мм/45 орудий достигала 18 900 м при угле возвышения в 20°. Такими орудиями оснащались первые германские дредноуты типа «Нассау» и линейный крейсер «Фон-дер-Танн».
В дальнейшем для нужд флота была создана более мощная 279-мм/50 пушка. Она стреляла теми же снарядами (что и 279-мм/45), но с начальной скоростью, увеличенной до 877 м/с. Однако максимальный угол возвышения этих орудий в башенных установках был снижен до 13,5°. Таким образом, несмотря на рост начальной скорости, дальность стрельбы несколько снизилась и составила 18 100 м. Усовершенствованные 279-мм/50 орудия получили линейные крейсера типа «Мольтке» и «Зейдлиц».
279-мм/50 орудия «Гебена».
Следующим шагом на пути совершенствования вооружения германских кораблей стало создание артиллерийского шедевра – 305-мм/50 пушки. Это была чрезвычайно мощная для своего калибра артсистема, стрелявшая 405-кг бронебойными и 415 кг фугасными снарядами, содержание ВВ в которых достигало 11,5 кг и 26,4 кг соответственно. Начальная скорость стрельбы (405 кг снарядами) составляла 875 м/с. Дальность при угле возвышения 13,5° была 19 100 м. Такими орудиями оснащались линкоры типов «Остфрисланд», «Кайзер», «Кениг» и линейные крейсера типа «Дерфлингер».
Но вершиной «сумрачного арийского морского гения» стала не эта, во всяком отношении выдающаяся артсистема, а монструозное 380-мм/45 орудие обр. 1913 года. Эта «сверхпушка» использовала бронебойные и фугасные снаряды весом 750 кг (возможно, вес бронебойного снаряда составлял 734 кг), содержавшие 23,5 и 67,1 кг ТНТ соответственно. Начальная скорость в 800 м/с обеспечивала дальность стрельбы 23 200 м при угле возвышения 20°. Такие орудия получили «Байерн» и «Баден», ставшие единственными сверхдредноутами кайзерлихмарине.
Считаем бронепробиваемость
Для расчета бронепробиваемости российского и германских орудий я воспользовался классической формулой Якоба де Марра.
При этом для всех орудий мною был принят коэффициент К равный 2000. Что примерно соответствует классической цементированной броне Круппа конца XIX века. Это не совсем корректно. Поскольку качество 279-мм, 305-мм и 380-мм снарядов могло несколько различаться. Но можно предполагать, что данное различие было не слишком велико. Таким образом, приведенные ниже расчеты можно рассматривать, как результат воздействия всех вышеперечисленных артсистем по цементированной броне Круппа, каковой она была в самом начале XX века.
Для того, чтобы получить исходные данные для расчетов (угол падения и скорость снаряда на определенной дистанции), я использовал баллистический калькулятор «Ball» версии 1.0 от 23.05.2011 разработки Александра Мартынова (которого я, пользуясь случаем, от всей души благодарю за создание столь полезной программы). Расчет делался просто. Выставив значения массы и калибра снаряда, его начальной скорости, максимального угла возвышения и дальности стрельбы при нем, рассчитывался коэффициент формы снаряда, который и использовался для дальнейших расчетов. Коэффициенты формы получились такими:
Русский 305-мм 470,9 кг снаряд – 0,6621.
Германский 279-мм 302 кг снаряд для 279-мм/45 орудия – 0,8977.
Германский 279-мм 302 кг снаряд для 279-мм/50 орудия – 0,707.
Германский 305-мм 405 кг снаряд – 0,7009.
Германский 380-мм 750 кг снаряд – 0,6773.
Обращает на себя внимание интересная странность. Данный показатель для орудий 279-мм/45 и 279-мм/50 достаточно сильно различается, хотя масса снаряда идентична.
Получившиеся углы падения, скорость снаряда на броне и бронепробитие при К=2000 приведены в таблице ниже.
Однако следует учитывать, что реальное бронепробитие в случаях, когда толщина брони превышает 300 мм, должно быть выше указанных значений. Это связано с тем, что при увеличении толщины бронелиста его относительная бронестойкость начинает падать. И, к примеру, расчетную бронестойкость 381 мм плиты на практике подтвердит только плита 406 мм толщины. Для иллюстрации данного тезиса воспользуюсь таблицей из «Последних исполинов Российского императорского флота» С. Е. Виноградова.
Возьмем 300 мм бронеплиту, сделанную из крупповской брони определенного качества, дающего коэффициент К = 2000 по отношению, скажем, к русскому 470,9 кг снаряду. Так вот, броня в 301 мм, сделанная из абсолютно такой же брони, будет иметь К чуточку ниже 2000. И, чем толще будет бронеплита, тем сильнее снизится К. К сожалению, вывести точную формулу зависимости толщины пробиваемой бронеплиты от ее расчетных значений для плит свыше 300 мм толщины я не сумел. Но формула, используемая мною, дает весьма неплохое приближение:
y = 0,0087х2 – 4,7133х + 940,66, где
y – фактическая толщина пробиваемой бронеплиты;
х – расчетная толщина пробиваемой бронеплиты при неизменном К.
Соответственно, с учетом относительного понижения стойкости броневых плит результаты расчета приняли следующие значения.
Важная оговорка
Прежде всего, очень прошу уважаемого читателя не пытаться использовать приведенные выше данные для моделирования морского боя между российскими, германскими и иными боевыми кораблями. Они непригодны для такого использования, потому что не учитывают реального качества российской и германской брони. Ведь если, к примеру, выяснится, что российская броня будет иметь К < 2000, а германская броня, наоборот, К > 2000, то, очевидно, что изменится и бронепробитие снарядов на различных дистанциях.
Данные таблиц пригодны лишь для того, чтобы сопоставить российские и германские морские орудия при стрельбе по броне одного качества. И, конечно, после того как автор разберется со стойкостью изделий немецких и русских бронников, данные об углах падения и скорости снарядов на броне будут очень важны для дальнейших расчетов.
Некоторые выводы
В целом можно видеть, что русский подход «тяжелый снаряд – низкая начальная скорость» оказался заметно выигрышнее германской концепции «легкий снаряд – высокая начальная скорость». Так, например, германская 305-мм/50 пушка выпускала 405 кг снаряд с начальной скоростью 875 м/с. А русская – 470,9 кг снаряд со скоростью всего только 762 м/с. Пользуясь известнейшей формулой «масса умноженная на квадрат скорости пополам», получим, что кинетическая энергия германского снаряда при выходе из ствола примерно на 13,4% выше, чем у русского. То есть германская артсистема мощнее.
Но, как известно, более легкий снаряд быстрее теряет скорость и энергию в полете. И получается, что уже на дистанции в 50 кабельтов русская и германская артсистемы уравниваются в бронепробитии. А дальше преимущество русского орудия идет по нарастающей. И на дистанции в 75 кабельтов преимущество русской пушки составляет уже вполне заметные 5,4% даже с учетом худшего (с точки зрения бронепробиваемости) угла наклона снаряда при падении. При этом русский бронебойный снаряд (будучи более тяжелым) имеет некоторое преимущество в заброневом действии, так как располагает большим содержанием ВВ: 12,96 против 11,5 кг (опять же, почти на 12,7%).
Преимущества русской артсистемы видны и в сравнении фугасных снарядов. Во-первых, русский фугасный снаряд имеет ту же массу, что и бронебойный. И потому не требует для себя отдельных таблиц стрельбы, что есть несомненное преимущество. Хотя, строго говоря, мне неизвестно, как этот вопрос решался в кайзеровском флоте. Возможно, им удавалось отрегулировать пороховой заряд так, чтобы дальности стрельбы бронебойного и фугасного при всех углах возвышения были равными? Но даже если так, то остается еще емкость ВВ, и тут у русского снаряда с его 58,8 кг просто подавляющее преимущество. Германский 415 кг фугас имел только 26,4 кг, то есть составлял чуть менее 44,9% от русского.
И нужно понимать, что такое преимущество русского снаряда было весьма важным в дуэли против бронированных противников. На большой дистанции, где от бронебойных снарядов уже нельзя было бы ожидать многого, мощный фугас легко крушил бы относительно тонкие палубы неприятеля. И при разрыве об них, собственными осколками и кусками брони вполне мог наносить большие повреждения отсекам в цитадели.
Да и при попадании в броню фугас мог наделать дел. В этом случае разрыв его ВВ (в сочетании с энергией самого снаряда) могли все же преодолеть защиту, вбивая осколки брони и снаряда в заброневое пространство. Конечно, поражающий эффект в этом случае будет куда слабее, чем при прохождении бронезащиты бронебойным снарядом в целом виде. Но он будет. И на таких расстояниях, где бронебойный снаряд преграду уже не пробьет. Русским фугасным снарядам удавалось на больших дистанциях пробивать даже 250-мм броню.
Иными словами, на дистанции до 50 кабельтов русское орудие уступало германскому в бронепробитии, а далее – превосходило. При том, что могущество русских снарядов было выше. Вспомним теперь, что германское 305-мм/50 орудие было более мощным, так как сообщало при выстреле большую энергию своему снаряду, нежели русское.
Если бы в результате этого германская пушка обеспечивала лучшую бронепробиваемость, это можно было бы счесть достоинством. Но дистанции менее 5 миль для дредноутов – это скорее форс-мажор. Который может, конечно, произойти. Скажем, в условиях плохой видимости. Но все же это исключение из правил.
Правилом же будет бой на 70ꟷ75 кабельтовых. Что и можно считать эффективной дистанцией боя, с которой СУО тех времен вполне могли обеспечить достаточное количество попаданий, чтобы вывести из строя или уничтожить вражеский линейный корабль. Но на таких дистанциях преимущество в бронепробитии уже за русским орудием. И большая мощность немецкой двенадцатидюймовки оборачивается уже не достоинством, а недостатком. Поскольку чем сильнее воздействие на ствол, тем меньше его ресурс.
Еще в заслугу германской артсистеме можно было бы поставить настильность стрельбы, которая вроде бы обеспечивает лучшую точность (хотя тут есть о чем поговорить). Но дело в том, что настильность русской и германской артсистем (калибром 12 дюймов) не слишком-то и различалась. На тех же 75 кабельтовых германский снаряд падал под углом 12,09°, а русский – 13,89°. Едва ли разница в 1,8° могла обеспечить немецкой пушке заметно лучшую точность.
Таким образом, мы смело можем констатировать превосходство отечественной 305-мм/52 артсистемы над германской 305-мм/50.
О 279-мм/50 и 279-мм/45 германских орудиях тут уже и говорить нечего. На дистанции в 75 кабельтов они проигрывали по бронепробитию русской двенадцатидюймовке более чем в 1,33 и 1,84 раза соответственно.
И хотя я, к сожалению, так и не смог узнать достоверно содержание ВВ в 302 кг германских снарядах. Но оно (очевидно) было значительно ниже, чем в русском 470,9 кг.
Но, конечно, сколь бы хороша ни была российская двенадцатидюймовка на своем уровне, сравнения с 380-мм/45 германской артсистемой она выдержать не могла. Тут уже не спасала концепция «тяжелый снаряд – низкая начальная скорость». Даже сравнительно легкий 750 кг бронебойный снаряд «Байерна» или «Бадена» имел заряд ВВ на 81% больше. При том, что его бронепробиваемость на дистанции все тех же 75 кабельтов была на 21,6% выше.
Что тут можно сказать? Конечно, увеличение калибра до 380 мм привело немцев к созданию артсистемы нового поколения, с которой уже никакие 305-мм пушки сравниться и близко не могли.
Именно поэтому переход ведущих морских держав на орудия калибром 380ꟷ410 мм фактически аннулировал защиту линкоров эпохи Первой мировой войны и потребовал совершенно иных схем, толщины и качества брони.
Но данный цикл статей посвящен отнюдь не постютландским сверхдредноутам. А поэтому в следующем материале я попытаюсь разобраться с бронестойкостью российской брони, использованной при строительстве линкоров типа «Севастополь».
Продолжение следует…