Сталева броня для червоноармійця: народження. Вплив твердості сталевої броні на її противоснарядную стійкість Сталевий обладунок Скайрім

ВПЛИВ ТВЕРДОСТІ СТАЛЬНОЙ БРОНІ

НА ЇЇ протиснарядне СТІЙКІСТЬ

О. І. АЛЕКСЄЄВ, С. Н. Високовський, канд. техн. наук Л. С. Левін,

канд. техн. наук Н. П. Неверово-СКОБЄЛЄВА, А. Е. моторний,

канд. техн. наук А. К. моторний, Б. К. ФІЛОРЕКЬЯН

Вісник бронетанкової техніки. №6. 1 974

Протягом всієї історії розвитку вироб-ництва корабельної і танкової броні підвищення твердості розглядалося як один з найбільш очевидних шляхів підвищення її стійкості. Однак ефективність підвищеної твердості залежить від умов обстрілу: від товщини броні b, Кута об-стріла α, калібру d і типу снарядів, їх конструкції і якості.

В період Великої Вітчизняної війни 1941- 1945 рр. визначилися два основних види противоснарядной танкової броні: 1) броня високої твер-дости марки 8С (піддається загартуванню і низькому відпуску - нізкоотпускаемая), яка застосовувалася в товщині до 45 мм для середнього танка Т-34; 2) броня середньої твердості марок 49С і 42С (під-Вергал загартуванню та високому відпуску - високоотпускаемая) в товщині до 90 мм для важкого танка КВ.

згодом для важких танків з товщиною броні до 140 мм була розроблена лита (70Л) і катана (51С) броня високої твердості.

Броня високої твердості d отп - 2,9-3,15 мм) * забезпечила значну перевагу танків Т-34 перед танками іноземних армій, яке визна-лялось тим, що німецькі гостроголові снаряди калібру до 75 мм не відрізнялися великою ін-ністю і майже повністю руйнувалися при вза -імодействіі з твердої бронею.

* Значення твердості дані по Бринелю в діаметрах від-печатка 10 мм кульки при навантаженні 3000 кгс.

При появі на озброєнні німецької армії високоміцних 75-мм і 88-мм гостроголова снаря-дів з бронебійним наконечником і длінностволь-них гармат, що забезпечують початкову швидкість снаряда v 0 до 1000 м / с, перевага броні високої твердості в порівнянні з бронею середньої твердості значно зменшилася.

Систематичні порівняльні випробування обстрілом катаної і литої броні високої і середньої твердості німецькими гостроголова снарядами з бронебійним наконечником калібру 75, 88 і 105 мм показали наступне:

1. При обстрілі 75-мм і 88-мм снарядами з v 0 \u003d 1000 м / с броня високої твердості товщиною 160-110 мм і 190-130 мм мала перевагу перед бронею середньої твердості в діапазоні α \u003d 0 ÷ 55 ° і 0 ÷ 50 ° відповідно при відношенні товщини броні до калібру снаряда b / d \u003e 1,2 для 75-мм снарядів і b / d \u003e 1,37 для 88-мм снарядів (рис. 1).

При кутах обстрілу більше 50-55 ° і щодо b / d нижче 1,2 і 1,37 відповідно броня високої твердості втрачала переваги перед бронею середовищ-ній твердості внаслідок великого опору металу руху снарядів, що ускладнює рикошету, а також і внаслідок меншої опору-тівляемості нізкоотпущенной стали зрізу пробки.

2. При обстрілі 105-мм снарядами броня висо-кою твердості завтовшки 100 мм ( b / d \u003d 1,14) при всіх кутах зустрічі поступалася броні середньої твердості.

3. Випробування литих веж з товщиною стінки 100 мм снарядами калібру 88 мм ( b / d \u003d 1,13) при кутах зустрічі 0-40 ° показали перевагу броні високої твердості.

Мал. 1. Зміна товщини броні різної твердості

в залежності від кута обстрілу німецькими гостроголова

снарядами калібру 75 мм (а) і 88 мм (б):

- - броня середньої твердості; - - - - броня високої твердості

4. За живучості броня високої твердості усту-пала броні середньої твердості, причому лита броня високої твердості мала вищу живу-честь, ніж катаная, що пояснюється відсутністю розшарується в металі і більшою жорсткістю кон-струкції вежі.

Мал. 2. Зміна рівня противоснарядной стійкості гомогенної катаної броні середньої (суцільна лінія) і високої (пунктир) твердості завтовшки 80 мм в залежності від кута обстрілу вітчизняними 100-мм тупоголовими снарядами

У зв'язку з відсутністю переваги за рівнем бронестойкости перед бронею середньої твердості при великих кутах зустрічі а конструктори після-військових машин, розраховуючи на захист від броні-бойних каліберних снарядів, відмовилися від при-трансформаційних змін броні високої твердості.

Дослідження були в подальшому продовжені у зв'язку з широким розповсюдженням подкалиберних снарядів, діаметр сердечників яких зна-ве менше товщини броні. У цьому випадку, коли b / d ≥1, збільшення твердості броні стано-вится доцільним.

Порівняльні випробування катаної броні висо-кою і середньої твердості вітчизняними современ-ними снарядами різних типів показали сле-ший:

1. Проти 100-мм вітчизняних бронебійних тупоголових снарядів броня високої твердості має перевагу по стійкості при кутах про-стріла α \u003d 0 ÷ 40 °; при кутах обстрілу броня середньої твердості; броня високої твердості більше 40 - перевага має броня середньої твердості (рис. 2).

Живучість броні високої твердості проти цих снарядів задовільний-ва: відколи не перевищували трьох Каліб-рів.

2. Проти 122-мм гостроголова сну-рядів з бронебійним наконечником при b / d \u003d 0,65-0,82 броня високої твердості товщиною 80-100 мм показала знижену стійкість (по α пкп) на 4-6 ° в порівнянні з бронею середньої твердості (табл. 1) і велику схил-ність до відколів, яка проявлялася тим сильніше, чим менше відношення b / d.

Застосування металу електрошлакової переплавки, що відрізняється великою ізотропності механічних властивостей, щільністю і відсутністю розшарується, призвело до поліпшення жи-вучесті броні високої твердості, але не підвищило її стійкості.

Таблиця 1

Кут кондиційних поразок α пкп броні різної

твердості при обстрілі 122-мм гостроголова снарядами

з бронебійним наконечником ( v 0 \u003d 910-938 м / с)

Товщина броні, мм (b / d)	α пкп, град
	броня середньої твердості	броня високої твердості
80 (0,65)
90 (0,73)		71-73
100 (0,82)

4. Зниження твердості броні з d отп \u003d 3,45 до 4,0 мм в окремих умовах випробувань може привести до підвищення противоснарядной стійко-сті, зокрема при випробуваннях тупоголовими і гостроголова снарядами калібру 122 мм броні товщиною 80 і 100 мм під кутами 55 і 65 ° (рис. 3 ).

При обстрілі по нормалі 122-мм гостроголова-ми снарядами з бронебійним наконечником сни-ються твердості броні зазначених товщини приво-дит до зниження рівня стійкості, а при випробуванні 122-мм тупоголовими снарядами зміна твердості в межах 3,65-4,0 мм на стійкості броні не позначається.

Мал. 3. Зміна рівня противоснарядной стійкості гомогенної

бро-ні товщиною 80-100 мм в зависи-мости від її твердості:

- α \u003d 55 °; - - -обстрел по нормалі;

1 - 122-мм тупоголовий снаряд;

2 - 122-мм гостроголовий снаряд;

3 - 100-мм снаряд

4. При обстрілі підкаліберними 115-мм мета-нокорпуснимі сталевими снарядами з серцево-ком діаметром 40 мм під кутами 70-75 ° броня ви-сокой твердості завтовшки від 80 до 120 мм має значну перевагу перед бронею середньої твердості (табл. 2).

Таблиця 2

Гранична товщина непробиття броні різної твер-дости при

обстрілі 115-мм підкаліберними цельнокор-пуснимі

снарядами з сердечником діаметром d c \u003d 40 мм

твердість броні	товщина броні b, мм		α пкп град	Гранична товщина непробиття по ходу сну-ряду, мм	Переважно-ство броні високої твердості над бронею середньої твердості по вазі (при рівній стій-кості), О / о
висока
Середня			75,5
висока			71,5	282,0
Середня			72,0	334,0
висока				292,0
Середня			70,5	360,0

Це пояснюється збільшенням срабативаемості сердечника снаряда при вище-ванні твердості броні.

Живучість плит з нізкоотпущенной стали ви-сокой твердості при обстрілі підкаліберними сну-рядами задовільна; спостерігаються відколи діаметром до 250 мм пов'язані з наявністю розшарується, однак на плитах після обстрілу в процесі виле-вання спостерігалося утворення тріщин.

При обстрілі з v 0 \u003d 1400-1450 м / с 57-мм підкаліберними моделювати снарядами з Карбід вольфрамові сердечником діаметром 19,3 мм в діапазоні кутів зустрічі 0-40 ° броня ви-сокой твердості також має значну переваж-суспільством (16-25% за вагою) по порівняно з бронею середньої твердості.

При подальшому збільшенні кута зустрічі і зменшенні товщини броні різниця в стійкості між бронею З твердістю d отп \u003d 3,0-3,15 мм і бронею середньої твердості зменшується і стає характерною-ся рівною приблизно 10% при куті 60-70 ° і b / d\u003d 2,0 ÷ 2,5 (рис. 4).

Таким чином, результати випробувань катаної броні високої твердості натурними і моделює-ванними снарядами різної конструкції поки-викликають, що при великих b / dі кутах зустрічі α \u003d 0 ÷ 40 ° броня високої твердості має за рівнем стійкості істотну перевагу пе-ред бронею середньої твердості як проти каліберних, так і проти подкалиберних снарядів (при кутах більше 40 ° - тільки проти подкалиберних снарядів).

Зі збільшенням кута зустрічі і зменшенням від-носіння b / dперевага броні високої твердості зменшується.

Мал. 4. Зміна кута непробиття (по α пкп) в залежності

від b / d з броні середовищ-ній (1) і високої (2) твердості при про-стрілі з v 0 \u003d 1400 м / с

моделями бронебійно-подкалиберних снарядів

з карбід-вольфрамовим сердечником діаметром d c \u003d 19 мм

Великі залишкові напруги, що не знімаються низьким відпусткою, призводять до утворення тріщин на корпусах з броні високої твердості при сварок-ке і в процесі експлуатації танків. Розміри цих тріщин в окремих випадках досягають 500-700 мм, а кількість уражених ними корпусів становило в окремі місяці до 30% випуску. Броня високої твердості схильна до відколів при обстрілі, до тріщин після обстрілу в процесі вилежування і відрізняється зниженою технологічністю.

Таблиця 3

Рівень противоснарядной стійкості високоотпущенной

броні підвищеної твердості і серійної броні

середньої твердості (товщина плит 120 мм)

Марка броні	твердість d отп, мм	85-мм снаряд з тупоголовим бронебійним наконечником		85-мм німецький снаряд з гостроголова бронебійним наконечником
		α= 0°		α= 0°		α \u003d 30 °
		v пкп, м / с	v п c п, м / с	v пкп, м / с	v п c п, м / с	v пкп, м / с	v п c п, м / с
З (Дослідна)	3,1-3,3	640—707	692-753	420—430	480—500
серійна	3,5-3,6		625—655

З урахуванням недоліків нізкоотпущенной стали були зроблені спроби створення броні доста-точно високої твердості після гарту і високого відпустки.

В. А. Деллі, Л. А. Канівський та ін. Запропонували новий тип броні - високоотпущенную хромонікельмолібдеіевую сталь марки ІЗ, що мала підвищену твердість після високого відпустки за рахунок підвищеного вмісту вуглецю (в преде-лах 0,44-0,52%) . Ця броня мала істотне (8-10%) перевага в стійкості проти 85-мм і 88-мм бронебійних гостроголова снарядів з бронебійним наконечником при кутах зустрічі до 30 ° (табл. 3), але по живучості зварних конструк-цій значно поступалася броні середньої твердості (через підвищений вміст вуглецю).

Була розроблена серія низьковуглецевих ви-сокопрочних, добре зварюються сталей (марок AK) з твердістю d отп \u003d 3,0-3,2 мм після гарту і високого відпустки в товщині до 120 мм.

Висока міцність цих сталей при вмісті вуглецю 0,10-0,18% забезпечувалася відносно високим вмістом нікелю і молібдену, а так-же наявністю міді і ванадію, які, як з Вестн, є сильними упрочнителями ферритной основи стали.

Лабораторні випробування трьох марок сталі AK обстрілом 57-мм снарядами (гостроголова і ту-поголів'я) під кутом 61 ° 30 "і по нормалі чи не ви-явили істотної переваги цих сталей в порівнянні з бронею середньої твердості, проте була встановлена \u200b\u200bвисока в'язкість і живучість сталей AK.

Відносно низька противоснарядная стій-кість цих сталей пояснюється низьким вмістом вуглецю. Крім того, ймовірно, і характер ле-гірованія їх (зокрема, великий вміст нікелю) не сприяв отриманню високої противоснарядной стійкості.

Разом з тим, було встановлено можливість спів-будівлі в'язкою високоотпущенной стали високою або підвищеної твердості.

висновки

1. При обстрілі середніх танків сучасними підкаліберними снарядами підвищення твердості броні тим ефективніше, чим більше відношення тол Київщини броні до діаметру сердечника снаряда.
2. Для збереження задовільною живу-честі броні краще використання високого відпустки замість низького. Зміст вуглецю в сталі повинно бути максимально допустимим з точки зору вимог по зварюваності і живучості броні.
3. Завдання подальших досліджень полягає у встановленні найбільш раціонального складу і структури, а також оптимальних меж твер-дости, що забезпечують підвищений рівень про-тівоснарядной стійкості катаної броні.

ЛІТЕРАТУРА

1. Адамов Б. A., Hаумін Н. І., Шейнин Б. E., Лазарева А. Б. Підвищення противоснарядной стійкості танків за рахунок підвищення живучості броні. Праці в / ч 68054, 1956, № 3, стор. 38-65.
2. Високовський С. H., Крошкін А. А., Левін Л. С., Мальшевскій В. А., Неверова-скоб-лева Н. П., Соколов О. Г. Про можливості використання корпусних сталей в якості броні. Праці ЦНІІМС, 1972, № 3 (136), стор. 12-17.
3. Герасимов М. Я. Тактичні властивості вітчизняних-ної гомогенної броні. Праці ЦНДІ-48, 1945, № 20.
4. Деллі В. А., Канівський Л. А. та ін. Високоотпу- щенная броня високої твердості. Праці ЦНДІ-48, № Ifl1 стор. 33.
5. Капирін Г. І. Праці ЦНДІ-48, 1947, № 2 с (29).
6. Капир Г. І, Гайдай П. І., Петраш Л. В. Лита броня високої твердості. Праці ЦНДІ-48, +1944, № 16, стор. 7.
7. Капирін Г. І., Герасимов І. Я., Ф о к і й а Η. М. Катана броня високої твердості для важких танків ІС. Праці ЦНДІ-48, 1944, стор. 16.
8. Звіти підприємства п / с В-2652. Удосконалення ка-Таною противоснарядной броні високої твердості, 1964; Тисяча дев'ятсот шістьдесят шість.
9. Звіт підприємства п / с В-2652, 1970, інв. № 004178.
10. Звіти підприємства п / с В-2 652 по темі № БТ-15-50, розділ I, інв. № 00389.
11. Праці ЦНДІ-48. Редакційна стаття, 1 944, № 16.

Броня - захисний матеріал, якому властиві висока стійкість і опірність зовнішнім факторам, загрозливим деформацією і порушенням його цілісності. Неважливо, про який захист йде мова: будь то лицарські лати або важке покриття сучасних бойових машин, мета залишається одна - оберігати від пошкоджень і приймати на себе основний удар.

Броня гомогенна - захисний однорідний шар матеріалу, який має підвищену міцність і має по всьому перетину однорідний хімічний склад і однакові властивості. Саме про такий тип захисту і піде мова в статті.

Історія виникнення броні

Перші згадки про броні зустрічаються в середньовічних джерелах, мова йде про латах і щитах воїнів. Головне їх призначення полягало в захисті частин тіла від мечів, шабель, сокир, списів, стріл і іншої зброї.

З появою вогнепальної зброї з'явилася необхідність відмовитися від застосування порівняно м'яких матеріалів при виготовленні броні і перейти до більш міцним і стійким не тільки до деформацій, а й до умов довкілля сплавів.

Згодом прикраси, які застосовуються на щитах і обладунках, що символізують статус і шана знаті, почали йти в минуле. Форма лат і щитів початку спрощуватися, поступаючись дорогу практичності.

По суті, весь світовий прогрес звівся до гонки швидкостей винаходу нових видів зброї і захисту від такого. Як результат, спрощення форми обладунку призводило до зниження вартості (через відсутність прикрас), але підвищувало практичність. В результаті броня стала більш доступною.

Залізо і сталь знайшли застосування і далі, коли на чолі кута встали якість і товщина броні. Явище знайшло відгук в корабле- та машинобудуванні, а також при зміцненні наземних споруд і малорухомих бойових одиниць на зразок катапульт і баліст.

види броні

З розвитком металургії в історичному плані спостерігалися удосконалення товщини оболонок, що поступово призвело до появи броні сучасних типів (танкова, корабельна, авіаційна і т. Д.).

В сучасному світі гонка озброєнь не припиняється ні на хвилину, що призводить і до появи нових типів захисту як засобу протидії наявним видам зброї.

Виходячи з особливостей конструкції, виділяють наступні:

• гомогенна;
• армована;
• навісна;
• рознесена.

Виходячи із способів застосування:

• натільний - будь-яка броня, одягається для захисту тіла, і неважливо, що це - лати середньовічного воїна або бронежилет сучасного солдата;
• транспортна - металеві сплави у вигляді плит, а також куленепробивне скло, метою якого є захист екіпажу і пасажирів техніки;
• корабельна - броня для захисту суден (підводного і надводної частини);
• будівельна - вид, застосовуваний для захисту дотів, бліндажів та дерево-земляних вогневих точок (дзотів);
• космічна - всілякі протиударні екрани і дзеркала для захисту космічних станцій від орбітального сміття та шкідливого впливу прямих сонячних променів у відкритому космосі;
• кабельна - призначена для захисту підводних кабелів від пошкоджень і довговічною експлуатації в агресивному середовищі.

Броня гомогенна і гетерогенна

Матеріали, що застосовуються для виготовлення броні, відображають розвиток видатної конструкторської думки інженерів. Доступність таких корисних копалин, як хром, молібден або вольфрам, дозволяє розробляти високоміцні зразки; відсутність таких створює необхідність розробки вузько формацій. Наприклад, броньових листів, які легко б балансували за критерієм співвідношення ціни і якості.

За призначенням броня ділиться на противопульним, противоснарядную і конструкційну. Броня гомогенна (з одного матеріалу по всій площі перетину) або гетерогенна (різниться за складом) використовується при створенні як противопульним покриттів, так і протиснарядне. Але і це ще не все.

Броня гомогенна має як однаковий хімічний склад по всій площі перетину, так і ідентичні хімічні і механічні властивості. Гетерогенна ж може мати різні механічні властивості (загартована з одного боку сталь, наприклад).

Катана гомогенна броня

За способом виготовлення броньові (будь то гомогенна бронь або гетерогенна) покриття діляться на:

• Катані. Це різновид литий броні, що пройшла обробку на прокатному верстаті. За рахунок здавлювання на пресі молекули зближуються один з одним, і відбувається ущільнення матеріалу. Даний вид надміцної броні володіє одним недоліком: не піддається литві. Використовується на танках, але лише у вигляді рівних пластин. На танкової вежі, наприклад, потрібно округла.
• Литі. Відповідно, менш міцні в процентному співвідношенні, ніж попередній варіант. Однак таке покриття може використовуватися для вежі танків. Лита гомогенна броня, зрозуміло, буде міцніше, ніж гетерогенна. Але, як то кажуть, хороша ложка до обіду.

призначення

Якщо розглядати противопульним захист від звичайних і бронебійних куль, а також впливу осколків малих бомб і снарядів, то така поверхня може бути представлена \u200b\u200bв двох виконаннях: катаная гомогенна броня високоміцна або гетерогенна цементована з високою міцністю як лицьової, так і тильної сторін.

Протиснарядне (захищає від впливу великих снарядів) покриття теж представлено декількома типами. Найпоширеніші з них - катаная і лита гомогенна броня декількох категорій міцності: високого, середнього та низької.

Ще один тип - катаная гетерогенна. Являє собою цементувати покриття з загартуванням з одного боку, міцність якої убуває «в глибину».

Товщина броні по відношенню до твердості в цьому випадку представляє собою співвідношення 25:15:60 (зовнішній, внутрішній, тильний шари відповідно).

застосування

Танки Росії, як і кораблі, в даний час покриті хромонікелевої або нікельованої сталлю. Причому якщо при будівництві кораблів використовується сталевий бронепояс з ізотермічної загартуванням, то танки обростають композитної захисною оболонкою, яка складається з декількох шарів матеріалів.

Наприклад, лобова броня універсальної бойової платформи «армату» представлена \u200b\u200bкомпозитним шаром, непробивним для сучасних протитанкових снарядів калібру до 150 мм і подкалиберних стреловидних снарядів калібру до 120 мм.

А також використовуються протикумулятивні екрани. Важко сказати, найкраща броня це чи ні. Танки Росії удосконалюються, а з ними поліпшується і захист.

Броня vs Снаряд

Звичайно, малоймовірно, що члени розрахунку танка тримають в голові докладні тактико-технічні характеристики бойової машини, що вказують, яка товщина захищає шару і який снаряд на якому міліметрі вона стримає, так само як і те, гомогенної є броня використовується ними бойової машини чи ні.

Властивості сучасної броні не можна описати одним лише поняттям «товщина». З тієї простої причини, що загроза від сучасних снарядів, проти яких, власне, і розроблена така захисна оболонка, виходить від кінетичної і хімічної енергії снарядів.

Кінетична енергія

Під кінетичної енергією (краще сказати «кінетичної загрозою») мається на увазі здатність болванки снаряда прошити броню. Наприклад, снаряд з або проб'є таку наскрізь. Гомогенна сталева броня марна проти потрапляння таких. Немає ніяких критеріїв, за якими можна стверджувати, що 200 мм гомогенної еквівалентні 1300 мм гетерогенної.

Секрет протидії снаряду криється в розташуванні броні, що призводить до зміни вектора впливу снаряда на товщу покриття.

кумулятивний снаряд

Хімічна загроза представлена \u200b\u200bтакими типами снарядів, як протитанковий бронебійно-фугасний (по міжнародній номенклатурі позначається як HESH) і кумулятивний (HEAT).

Кумулятивний снаряд (всупереч усталеній думці і впливу гри World Of Tanks) не несе в собі запалює начинки. Його дія заснована на фокусуванні енергії удару в тонкий струмінь, яка, завдяки високому тиску, а не температурі, прориває захисний шар.

Захистом від подібного роду снарядів служить нарощування так званої фальш-броні, яка приймає на себе енергію удару. Найпростішим прикладом є обтягування танків сіткою-рабицей від старих ліжок за часів Другої світової війни радянськими солдатами.

Ізраїльтяни захищають корпусу своїх «Меркан», прикріплюючи до корпусу сталеві кулі, що висять на ланцюгах.

Ще одним варіантом є створення динамічної броні. При зіткненні спрямованої струменя від кумулятивного снаряда із захисною оболонкою відбувається детонація броньового покриття. Вибух, спрямований на противагу призводить до розсіювання останньої.

фугас

Дія зводиться до обтіканню корпусу броні при зіткненні і передачі величезного ударного імпульсу через шар металу. Далі, як кеглі в боулінгу, шари броні штовхають один одного, що призводить до деформації. Таким чином, бронепластини руйнуються. Причому шар броні, розлетівшись, завдає травми екіпажу.

Захист від фугасних снарядів може бути такою ж, як і від кумулятивних.

висновок

Одним з історично зафіксованих випадків застосування незвичайних хімічних складів для захисту танка є ініціатива Німеччини покривати техніку ціммерітом. Робилося це для захисту корпусів «Тигрів» і «Пантер» від магнітних хв.

До складу ціммерітовой суміші входили такі елементи, як сульфід цинку, деревна тирса, пігмент охри і сполучна речовина на основі полівінілацетату.

Використання суміші почалося в 1943 р і закінчилося в 1944-му з тієї причини, що засихання вимагало декількох діб, а Німеччина на той момент перебувала вже в положенні програє боку.

Надалі практика застосування такої суміші ніде не знайшла відгуку з огляду на відмову від вживання піхотою ручних протитанкових магнітних хв і появи значно потужніших видів зброї - протитанкових гранатометів.

Перший рік Великої Вітчизняної війни видався важким як для країни в цілому, так і для оборонної промисловості зокрема. Змінюється обстановка на фронті вносила корективи в плани розробки і запуску в серійне виробництво навіть цілком життєздатних зразків індивідуального захисту червоноармійців - багато проектів були закриті просто тому, що керівництву «було не до них». Зворотною стороною медалі стали ініціативні розробки «знизу», спроби ознайомлення з імпортними зразками. У підсумку до літа 1942 року не пощастило створити нагрудник СН-42, який отримав за результатами випробувань чудові відгуки з фронту.
Роботи другої половини 1941 року

За підсумками випробувань на науково-дослідному полігоні стрілецького озброєння в Щурово, здавалося б, було знайдено ефективний засіб захисту бійця від куль і осколків - сталевий нагрудник СН-40А. Ось-ось мало розпочатися валове виробництво, але все виявилося не так просто. Чи потрапили в результаті СН-40А в війська - документально встановити не вдалося.

22 серпня 1941 року, після закінчення полігонних випробувань, 200 штук СН-40А «легкого» і «важкого» типів були відправлені на Західний фронт, де з ними ознайомився командувач фронтом маршал СРСР С. К. Тимошенко. Йому не сподобався значну вагу нагрудників (від 5,5 до 9,3 кг). 23 серпня від імені Тимошенко начальник артилерійського постачання західного фронту генерал-майор інтендантської служби А. С. Волков написав листа з наступною резолюцією: «... Сталеві нагрудники не можуть бути використані бійцем, і без того перевантаженим. Маршал вважає за доцільне зробити замість нагрудника похідну амбразуру, через яку боєць міг би вести вогонь ». Судячи з усього, маршал Тимошенко не був в курсі робіт попередніх кількох років ...

Так як в тилу Західного фронту була Москва з великою кількістю заводів, в тому числі і металообробних, то дослідну амбразуру зробили на ЗІС (завод імені Сталіна) і показали її Тимошенко, після чого він особисто вніс корективи в конструкцію щитка. 6 вересня 1941 маршал зажадав терміново виготовити партію з 20 штук і направити її для випробування на адресу військової ради Західного фронту. Невідомо, чи отримали якийсь індекс ці вироби, але на заводах ЗІС і «Серп і Молот» були виготовлені дві партії «амбразур конструкції Тимошенко» загальною кількістю 25 штук. Обидві серії не витримали заводських випробувань обстрілом і були благополучно забуті.

Важка обстановка на фронті, оточення, евакуація заводів і загальна плутанина 1941 року зупинила роботи по засобах захисту бійців на рівні головних управлінь, але тепер без наказів і розпоряджень роботи велися на місцях.

Так, діяльність Тимошенко послужила поштовхом для початку ініціативних робіт на заводі імені Орджонікідзе в Подольську і в Московському інституті стали імені Сталіна (згодом Московський інститут сталі і сплавів, він же МІС або МИСиС). Інститут стали вів розробки на основі одного з нагрудників, зразок якого був отриманий від наркомату чорної металургії, інші конструкції були унікальні і розроблялися самостійно.

7 грудня 1941 року був представлений проект броньового щита для одиночного бійця розробки заводу імені Орджонікідзе. За розрахунками заводу, він повинен був витримувати попадання простий гвинтівкової кулі по нормалі з дистанції 175 м, бронебійною кулі Б-30 - з дистанції 100 під кутом 45 °. Виготовлятися щит повинен був зі сталі марки АБ-2 товщиною 5 мм. Дослідні зразки були виготовлені дві товщини, 4 мм і 5 мм - перший витримував попадання простий кулі з дистанції не менше 300 метрів, другий з дистанції 75 метрів. На жаль, незабаром завод був евакуйований, і виробництво дослідної партії не відбулося.

Бронєвой щит конструкції заводу ім. Орджонікідзе, г. Подольск (ЦАМО). Натисніть для перегляду в повному розмірі

Приблизно в цей же час военврачом 3-го рангу Боровкова (на жаль, ім'я та по батькові винахідника не збереглися) був запропонований щиток-відбивач власної розробки для гвинтівки. Пропозиція 6 грудня 1941 було розглянуто в санітарному управлінні Червоної армії, а після відправлено в управління бойової підготовки КА. Там воно було вивчено, та 20 січня 1942 року результати були спрямовані до Головного артилерійського управління (ГАУ) Червоної армії. Були виявлені наступні істотні недоліки щитка-відбивача:

Збільшує вагу гвинтівки;
- створює незручність при носінні гвинтівки на ремені і особливо за спиною;
- обмежує дії бійця в рукопашній сутичці.

Однак для остаточних висновків пропонувалося виготовити 300-500 дослідних зразків і провести випробування на фронті. 19 лютого 1942 року було прийнято рішення провести після деякого доопрацювання конструкції дослідну партію в кількості 500 штук. Щиток-відбивач був проведений до 30 березня на ЛМЗ в кількості 100 штук (підбором стали і доопрацюванням конструкції займався НДІ №13), але подальша доля цієї пропозиції незавидна. У виробництво щитки Боровкова не пішла, характеристик і результатів випробувань цього винаходу в архівах, не знайдено.

Щиток-відбивач на гвинтівку системи військлікаря 3-го рангу Боровкова (ЦАМО)

Крім цього, також в ініціативному порядку велися роботи в Ленінграді на заводі № 189 Наркомату суднобудівної промисловості (НКСП). На початку січня 1942 року була представлена \u200b\u200bцікава конструкція, яка мала лямки, могла використовуватися як щиток і як нагрудник, а в похідному положенні переносилася за спиною.

Щиток пройшов випробування на артилерійському науково-дослідному полігоні в Ленінграді, про що було повідомлено командування Ленінградського фронту. На жаль, звіт про випробування на наразі що невиявлений, а подальші роботи, судячи з усього, були припинені.

Щиток заводу №189 Наркомату суднобудівної промисловості, м Ленінград (ЦАМО)

У ГАУ не покладалися тільки на вітчизняні розробки - наприклад, вивчався американський досвід, де засоби індивідуального захисту активно використовувалися в поліції. У США був закуплений і випробуваний жилет, який показав хороший захист від німецького 9-мм пістолета-кулемета MP-38/40, але масові закупівлі так і не відбулися.

Жилет фірми Elliott Wisbrod (патент US2052684 A бюро по патентах і товарних знаків США)

У США роботи над створенням засобів захисту від куль спочатку велися в іншому напрямку. В силу іншого політичного ладу замовниками робіт могло виступати або держава, або приватні інвестори. Армія США на той момент не думала про війну і розробок щодо захисту солдат не вела, а ось Велика депресія і сухий закон породили сплеск злочинності - перестрілки були рідкісним явищем на вулицях американських міст. Велися вони в основному з пістолетів і револьверів, а пізніше із застосуванням пістолетів-кулеметів, тому перед інженерами не стояла задача захисту від гвинтівкових куль. Розроблялися засоби, які виглядали, як звичайна одяг, але оберігає власника від пістолетної або револьверної кулі, випущеної практично «в упор». Використовувалися вони поліцейськими, гангстерами і простими громадянами. Рекламу одного з таких виробів і побачили в газеті представники закупівельної комісії СРСР.
Передсерійні зразки сталевого нагрудника СН-42

2 лютого 1942 року всі напрацювання по щитків і нагрудники були офіційно передані НДІ №13 Наркомату озброєння як організації, що мала на той час величезний досвід розробки та створення засобів захисту бійців. Однак, за окремим договором з Артилерійським комітетом ГАУ КА, роботи по нагрудники продовжив Московський інститут сталі.

Так як, на думку ГАУ, «одним з основних видів стрілецького озброєння всіх родів військ є пістолет-кулемет», то роботи велися по створенню сталевих нагрудників з незначною товщиною і вагою, що захищають бійця саме від куль німецького пістолета-кулемета на всіх дистанціях. Паралельно йшло конструювання сталевих амбразур, що оберігають бійця від куль з гвинтівки.

9 лютого на ім'я голови технічної ради Наркомату озброєння Е. А. Сателіт надійшов лист за підписом заступника начальника і військового комісара Артилерійського комітету ГАУ, в якому вказувалося, що комітет не заперечує проти виробництва для випробування на фронті серії щитків-панцирів, що оберігають від куль, випущених з німецького автомата, і щитків-амбразур.

К3 березня 1942 року на ЛМЗ на підставі листа ГАУ від 13.02.1942 та розпорядження заступника наркома чорної металургії В. С. Бичкова від 18.02.1942 за безпосередньої участі представників НДІ №13 були виготовлені і здані військовому представнику сталеві нагрудники (330 штук) і щитки-нагрудники (25 штук).

Нагрудники, які отримали індекс СН-42, були зроблені тільки 2-го зростання, товщиною 2 ± 0,2 мм з кремені-марганцево-нікелевої шлемовой стали 36СГНА (заводський індекс І-1). Важливо відзначити, що ці нагрудники зразка березня 1942 року мають деякі конструктивні відмінності від СН-42 пізнього, «класичного» варіанту. Вони були модифікацією СН-40А зменшеною товщини, доопрацьованих з урахуванням побажань, отриманих після випробувань в серпні 1941 року. Найпомітнішим відмінністю було введення другої вертикальної наплечной лямки за образом нагрудника СН-38. Загальна вага нагрудників в партії коливався від 3,2 до 3,6 кг, середня вага склав 3,4 кг.

Приймання готових виробів здійснювалася в два етапи, проводилися спочатку індивідуально-приймальні, а потім контрольно-перевірочні випробування. Під час першого етапу кожна деталь окремо піддавалася обстрілу патроном з наведеними зарядом з гвинтівки зразка 1891/1930 року з дистанції 25 метрів, при цьому межа тильної міцності (П.Т.П.) був встановлений в 400-410 м / с.

Індивідуально-приймальним випробуванням піддалося:
нагрудна частина - 336 штук, витримали випробування 331, або 98,5%;
черевна частина - 345 штук, витримали випробування 339, або 98%.

Деталі, які витримали випробування, були пофарбовані і зібрані в готові нагрудники, а потім з них було відібрано п'ять штук для другого етапу випробувань. На другому етапі нагрудники обстрілювали з ППД-40 бойовими патронами по нормалі з дистанції 25 метрів. Обстріл вівся короткими чергами по 5-10 пострілів, нагрудники кріпилися на дерев'яному манекені. Кількість попадань в кожен нагрудник склало від 5 до 12. 70% влучень нагрудники витримали без будь-яких порушень тильній міцності металу, інші 30% мали «сивину» і дрібні тріщини. Пробоїн не було.

Перша партія нагрудників була виготовлена \u200b\u200bза кресленням першого варіанту від 28 лютого 1942 року. Трохи пізніше, без замовлення ГАУ, була випущена друга партія СН-42 (близько 160 штук) за кресленням другого варіанту від 23.03.1942, що мало декілька змінену конструкцію: іншу форму черевної частини, змінені місця кріплення «поднагрудного пристрої» (підкладки між тілом і сталлю нагрудника у верхній частині), трохи інший карабін для зачепа другий вертикальної лямки.
Сталевий щиток-нагрудник СЩН-42

Щитки-амбразури, згадані в листі арткомітета ГАУ 9 лютого 1942 року, отримали індекс СЩН-42 - сталевий щиток-нагрудник 1942 року, за аналогією з нагрудником-щитком 1939 року СНЩ-39. При розробці за основу був також взято СНЩ-39, але з деякими змінами:

Верхній борт відігнуть більше;
- на нижній кромці зроблені зубці;
- переконструювати стрільниця: виріз для гвинтівки зроблений під кутом приблизно 45 °;
- нога-підставка кріпиться в одній точці, розлучення нижніх упорів підставки зроблений вже;
- введена додаткова поясна лямка.

Щиток повинен був охороняти бійця, як біжить, так і стріляє лежачи, від гвинтівочних і автоматних куль на всіх дистанціях, не повинен був заважати діставати патрони з патронташа, що знаходиться на ремені бійця. Виготовлялися СЩН-42 на ЛМЗ одночасно з першою партією СН-42, з тієї ж стали 36 СГНА (І-1) товщиною 4,9 ± 0,6 мм. Вага в зібраному вигляді склав 5,3 кг. Випробування проходили також в два етапи.

Сталевий щиток-нагрудник СЩН-42 (ЦАМО)

У заводському тирі з відстані 25 метрів з гвинтівки зразка 1891/1930 патроном з наведеними зарядом індивідуально-приймальним випробуванням піддалися 27 нагрудників СЩН-42. Середня швидкість кулі при ударі в щиток становила 782,8 м / с. Перший етап витримало без надривів і тріщин 26 щитків, після чого була проведена забарвлення і остаточне складання.

Другий етап (контрольно-перевірочні випробування) проводився у вигляді обстрілу в заводському тирі з дистанції 25 метрів з німецької гвинтівки трофейними бойовими патронами, середня швидкість кулі при ударі становила 768 м / с. Для випробувань було відібрано два щитка, за якими справили по шість пострілів по нормалі - обидва щитка витримали всі потрапляння без будь-яких порушень тильній міцності.
Перевірка перших СН-42 в бою

На початку квітня 1942 року СН-42 першої партії відправлені з Лисьва в 5-й відділ Артилерійського комітету ГАУ, де вони пройшли додаткові випробування на пулестойкость і відповідність ТТТ. Підсумковий вердикт був наступним: «Охороняють груди бійця від куль, випущених з німецького пістолета-кулемета на всіх дистанціях».

16 травня 1942 року 300 СН-42, що залишилися цілими після всіх випробувань, були направлені на адресу начальника артилерійського постачання Західного фронту для випробування в діючій армії. У разі позитивного результату випробувань нагрудники СН-42 передбачалося запустити в валове виробництво. На жаль, до цих пір не виявлені документи з випробувань СЩН-42 - збереглося єдине згадування про них у дипломатичному листуванні Артилерійського комітету ГАУ: «... перебувають в дорозі. З отриманням їх вони будуть також спрямовані на випробування в діючу армію ». Після цього сліди СЩН-42 губляться.

Прибулі на фронт нагрудники були відправлені в 5-ю Армію, звідки в перших числах червня 1942 року надійшли схвальні відгуки. Так, в листі командування армії, направленому голові техради Наркомату озброєння СРСР Лацис (ім'я-по батькові невідомі) і голові Артилерійського комітету ГАУ КА генерал-майору В. І. Хохлова, містилося прохання: «Для більш широкого випробування в умовах бойової діяльності і отримання всебічної практики застосування військова рада 5-ї Армії Західного фронту просить про термінове виготовлення і напрямку до 5-ї Армії 35 000 штук броненагрудніков ».

Нагрудник СН-42 з першої партії, знайдений в смузі боїв 5-ї Армії Західного фронту. У центрі нагрудника видно кульової слід, отриманий в процесі випробувань

Відгук штабу 5-ї Армії випробування СН-42 констатував:

«1. Броненагруднікі забезпечують надійний захист бійця від вогню німецьких автоматів (пістолет-кулеметів) з будь-якої дистанції, а також оберігають від осколків мін і гранат.
2. Маневреність бійців майже не зменшується, броненагруднік не перешкоджає переповзанню і дає повну можливість вести вогонь по противнику як стоячи, так і з коліна і лежачи.
3. Броненагруднік, крім броньовий захисту грудей і порожнини живота від вогню противника, підвищує впевненість бійця при виконанні ним бойових завдань.
На підставі вищевказаного військради 5-ї Армії вважає за доцільне застосування в Армії броненагрудніков в масовій кількості ... При валовому виробництві броненагрудніков необхідно усунути ряд недоліків ... »

Недоліки перших СН-42, на думку командування 5-ї Армії, полягали в наступному:

«1. Для усунення шуму від удару верхнього і нижнього щитка застосувати обшивку кромки нижнього щитка.

2. Встановити кілька розмірів броненагрудніков в залежності від зростання бійців.

3. При ударі кулі в верхній щиток вушко кріплення карабіна іноді відлітає, тому замість вушка слід зробити проріз в щитку.

4. Дріт для кріплення верхнього і нижнього щитка зробити більш міцну і більшого діаметру.

5. При декількох ударах кулі заклепки розбовтуються, тому слід проводити більш міцне їх кріплення ».

В ініціативному порядку керівництво ЛМЗ, не покладаючись на ГАУ, вирішило самостійно випробувати свою продукцію на фронті - мабуть, позначився негативний досвід подібних випробувань попередніх років. Щоб не накликати гнів військових, був використаний партійний ресурс. В кінці квітня 1942 року делегація партійних працівників Молотовську області, на території якої знаходився Лисьвенський завод, вирушила в 34-ю Армію Північно-Західного фронту.

Нагрудник СН-42, знайдений пошуковими системами С. Івановим і С. Катковим в смузі боїв 171-ї стрілецької дивізії 34-ї Армії

Нагрудник СН-42 другої партії, захоплений у бійців 171-ї стрілецької дивізії. На фото унтершарфюрер (унтер-офіцер) дивізії СС «Мертва голова» поруч з полоненим солдатом КА в формі до введення погонів. Належність німця до СС видає пряжка ременя, до дивізії «Мертва голова» - петлиці на комірі. Таке поєднання форми і предметів спорядження дозволяє однозначно датувати місце і час знімка - фото зроблено навесні-влітку 1942 року в «Демянском котлі» (http://waralbum.ru)

34-а Армія СЗФ була вибрана не випадково: в її складі перебувало велика кількість частин, сформованих або поповнювалися з жителів Пермської області, і делегація прямувала з шефськими цілями. В одну з підшефних частин, 171-ю стрілецьку дивізію, Були передані 160 нагрудників СН-42 другої партії, які були задіяні в травневому настанні на позиції бойової групи «Симон» дивізії СС «Мертва голова».

Нагрудники застосовувалися розвідниками 171-й СД, які описали позитивні і негативні сторони нагрудників. Надалі ці описи потрапили в доповідь командуванню армії, а потім фронту. Відгук командування СЗФ 3 червня 1942 роки відправили в ГАУ і секретарю Молотовського обкому ВКП (б), звідки він потрапив в Лисьві. В цілому він аналогічний звіту штабу 5-ї Армії, написаному трохи пізніше:

«1. Кульові й осколкові попадання роблять незначні вм'ятини, а маневреність бійців майже не зменшується, також не перешкоджають переповзанню.

2. Нагрудники виявилися дуже корисними при блокуванні дзотів і при атаках, оберігають від вогню автоматів, осколків мін і снарядів.

3. Дають повну можливість вести вогонь по противнику з ручного зброї, Як стоячи, так і з коліна або лежачи ...

За заявою бійців і командирів розвідгрупи, які користувалися нагрудниками в бою, вони є цінними і необхідними, навіть в наступальному бою не є утомливих видом спорядження ...

Основним недоліком розвідники вважають те, що пересування і переповзання дає шум від удару верхнього і нижнього щитка, а також від ударів нагрудника про місцеві предмети; тим самим розвідники себе виявляють. Крім цієї негативної сторони, нагрудник для бійців невеликого зростання при переповзання створює деяку незручність, впираючись в стегна, тим самим заважає нормальному пересуванню і відповідної маневреності ... »

Нижня частина нагрудника СН-42, знайдена С. Івановим і С. Катковим в смузі боїв 34-ї Армії. Судячи з пошкоджень, нагрудник отримав пряме попадання мінометної міни

Крім того, були відзначені захисні характеристики, які цікаві тим, що даються свідоцтва і опису безпосередніх учасників боїв:

«... В процесі розвідки у трьох бійців, одягнених в нагрудники, виявилися вм'ятини від прямих попадань, але люди з ладу вибивші були. За заявою командира цієї розвідгрупи, стрілянина противником велася з дистанції 250-300 метрів, і все ж наскрізних пробоїн не було.

У одного з бійців вм'ятина в щитку від кулі виявилася глибиною близько 3 мм з правого боку верхнього щита на рівні серця. У другого бійця аналогічна вм'ятина виявилася в нижньому щиті на рівні порожнини живота. За всіма даними розвідники, на яких були одягнені нагрудники, в наведених випадках були гарантовані від важкого або навіть смертельного поранення ».

Особливо був відзначений тактичний прийом з використанням нагрудника, який був застосований в бою:

«... Як характерний факт, вважаю за необхідне зазначити, що деякі розвідники в період обстрілу їх кулеметним вогнем з боку противника послаблювали лямки для кріплення, а сам нагрудник використовували в якості щитів, виставляючи їх трохи попереду себе, в сторону, звідки вівся кулеметний вогонь противника» .

В кінці звіту містилася інформація про тривалість випробування - «близько трьох тижнів, і в даний час знаходяться в дії» - і ємний відгук воюючих солдатів: «... бійці дуже вдячні подарунку Молотовську делегації».

Здавалося б, після таких відгуків з діючої армії нагрудник повинні були запустити в валове виробництво, і він зайняв би своє місце серед спорядження бійців Червоної армії як довів свою ефективність ... Але у нагрудника виробництва Лисьвенського металургійного заводу з'явилися гідні конкуренти, і Артилерійський комітет ГАУ вирішив провести порівняльні випробування, про що буде написано в наступному матеріалі.

Корабельна броня - захисний шар, що володіє досить високою міцністю і призначений для захисту частин корабля від впливу засобів ураження противника.

Історія виникнення

до початку XIX століття в кораблебудуванні підтримувався певний баланс між засобами захисту і нападу. Вітрильні кораблі були озброєні гладкоствольною дульнозарядних знаряддями, що стріляли круглими ядрами. Борти кораблів були обшиті товстим шаром дерева, досить непогано захищали від ядер.

Першим захистити корпус корабля металевими щитами запропонував британський винахідник сер Вільям Конгрів, опублікувавши свою статтю в лондонській «Таймс» від 20 лютого 1805 року. Аналогічну пропозицію було зроблено в США в 1812 році Джоном стевії з Хобокен (Нью Джерсі). У 1814 році про необхідність бронювання кораблів висловився і француз Анрі Пексан. Але в той же час ці публікації не притягнули уваги.

Перші з'явилися в той час кораблі з заліза - побудовані для британського флоту в 1845 році пароходофрегати «Birkenhead» (англ. HMS Birkenhead (1845)) та «Trident» (англ. HMS Trident (1845)) були сприйняті моряками досить холодно. Їх залізна обшивка захищала від ядер гірше, ніж дерев'яна відповідної товщини.

Зміни в поточну ситуацію в Ізюмі речей сталися в зв'язку з прогресом в артилерії і металургії.

Ще в 1819 році генерал Пексан винайшов розривну гранату, що порушило сформованого балансу між захистом і снарядом, оскільки дерев'яні парусні кораблі піддавалися сильному руйнуванню від вибухового і запального впливу нового зброї. Правда незважаючи на переконливу демонстрацію руйнівних властивостей нового зброї в 1824 році під час тестових стрільб по старому двухдечний лінійному кораблю «Pacificator» (англ. French ship Pacificateur (1811)) впровадження цього виду зброї йшло повільно. Але після феноменальних успіхів його застосування в 1849 році в битві при Екерн-фіорді і в 1853 році в бою при Синопі відпали сумніви навіть у найбільших його критиків.

Тим часом розвивалися ідеї будівництва броньованих кораблів. У США Джон Стевенс з синами за власні кошти зробив ряд експериментів, в яких вивчалися закони проходження ядер крізь залізні плити і визначалася мінімальна товщина плити, необхідна для захисту від будь-якого відомого артилерійської гармати. У 1842 один з синів Стевенса - Роберт, представив результати експериментів і новий проект плавучої батареї комітету Конгресу. Ці експерименти викликали великий інтерес в Америці і Європі.

У 1845 році французький кораблебудівник Дюпюї де Лом за завданням уряду розробив проект броньованого фрегата. У 1854 році була закладена плавуча батарея Стевенса. Через кілька місяців були закладені чотири броненосних батареї у Франції і ще через кілька місяців - три в Англії. У 1856 році три французькі батареї - «Devastation», «Lave» і «Tonnate», неузявімие для артилерійського вогню, були з успіхом використані при обстрілі кінбурнських фортів під час Кримської війни. Цей вдалий досвід застосування спонукав провідні світові держави - Англію і Францію, до будівництва броненосних морехідних кораблів.

залізна броня

Єдиним металом, придатним для практичного застосування і що є в достатній кількості було в той час залізо - коване або чавун, і всі експерименти показували, що коване залізо при однаковій вазі мало перевагу в порівнянні чавуном. Коване залізо було використано в перших броньованих кораблях, які були захищені плитами товщиною 101-127 мм, прикріпленими до дерев'яних балках товщиною 90 см. Найбільш масштабні експерименти щодо поліпшення міцності залізної броні були проведені в Європі, де металургійна промисловість була найбільш розвинена. Була протестована багатошарова залізна захист з прокладкою з дерева і виявлено, що в будь-якому випадку суцільні залізні плити давали кращий захист в розрахунку на одиницю ваги.

Під час громадянської війни, Велика частина американських кораблів мала багатошарову захист, що було викликано скоріше недоліком промислових потужностей з виробництва товстого залізного плит, ніж перевагами цього типу захисту.

Оскільки процес пробою броні снарядом досить складний, до броні пред'являються вкрай суперечливі вимоги. З одного боку, броня повинна бути дуже твердою, щоб потрапляє в неї снаряд руйнувався при ударі. З іншого боку - досить вузький, щоб не розтріскуватися від удару і ефективно поглинати енергію осколків, що виникають при руйнуванні снаряда. Очевидно, що обидва ці вимоги суперечать один одному. Більшість матеріалів високої твердості володіють вкрай низькою пластичністю.

З розвитком технології виробництва броні досить швидко було знайдено спосіб задовольнити цим суперечливим вимогам. Броню стали робити двуслойной - з твердої зовнішньою поверхнею і пластичної підкладкою, яка складала основну масу броні. У такій броні тверді зовнішні шари розбивають снаряд, а в'язкі внутрішні не дають осколками пройти всередину корабля.

Спочатку пропонувалося облицьовувати залізні плити чавуном або загартованим залізом, проте ці схеми продемонстрували той же зниження надійності, що і дерев'яно-залізна захист і не перевершили по по міцності суцільні залізні плити. Однак в 1863 р англієць Котчетт (Cotchette) запропонував приварювати 25-мм сталеві плити до 75-мм плит кованого заліза. Пізніше, в 1867 р Якоб Різ (Jacob Reese) з Піттсбурга, шт. Пенсільванія, запатеновал цементуючий компаунд, який, як він стверджував, був придатний для цементування і зміцнення броньових плит. Зусилля по реалізації цих пропозицій не мали успіху з багатьох причин, в першу чергу із-зі недостатнього розвитку металургії. Слід нагадати, що Бесемерівський процес виробництва сталі в конвертері був розроблений між тисяча вісімсот п'ятьдесят-п'ять і 1860 року, а процес Сіменса-Мартена для виробництва сталі у відкритій печі з'явився у Франції і Англії кількома роками пізніше. Кожен з цих процесів з'явився в США з запізненням в декілька років після їх впровадження в Європі.

Лите залізо ніколи не застосовувалося на флоті, однак використовувалося для бронювання наземних укріплень, де вага не мав такого великого значення. найбільш відомий приклад литий залізної броні - вежі Грусона, які будувалися великих залізних виливків і широко використовувалися для захисту європейських кордонів. Перша вежа Грусона була випробувана в 1868 р прусським урядом.

броня компаунд

Прагнення отримати броню з твердою поверхнею і в'язкою підкладкою і при цьому добре піддається обробці призвело до появи компаундною броні. Першу ефективну технологію її виробництва запропонував Вілсон Кеммел (Wilson Cammel): на поверхню гарячої плити з кованого заліза виливалася сталева лицьова сторона, отримана у відкритому печі. Відома також компаундних плита Елліса-Брауна (Ellis-Brown), в якій сталева лицьова плита припаюють до залізної підкладці бессемеровской сталлю. В обох цих процесах, розроблених в Англії, плити прокочувалися після спайки.

У наступні 10 років процес виробництва броні не зазнав ніяких змін, за винятком невеликих поліпшень технології виробництва, але весь цей період був ознаменований гострим змаганням і протистоянням між цельностальной і компаундною бронею. Суцільносталевого броня являла собою звичайну сталь з вмістом вуглецю 0.4-0.5%, тоді як сталева поверхня компаундною броні мала 0.5-0.6% вуглецю. Ці два типи броні, чия порівняльна міцність багато в чому залежала від якості виготовлення, були приблизно на 25% міцніше броні з кованого заліза, тобто 10-дюймова суцільносталевого або компаундних плита витримувала ті ж ударні навантаження, що і 12.5-дюймова плита з кованого заліза.

сталева броня

У 1876 р потужність артилерії збільшилася настільки, що для захисту від найпотужніших знарядь була потрібна 560-мм броня. Але в цьому році в Спеції були проведені випробування, які вчинили переворот у виробництві броні і дозволили значно зменшити її товщину. На цих випробуваннях 560-мм плита з м'якої сталі, вироблена відомою французькою фірмою Шнейдер і Ко. значно перевершила всі інші випробувані зразки. Було відомо, що сталь містила 0.45% вуглецю і була отримана з заготовки висотою близько 2 м шляхом розковуванню її до потрібної товщини. Процес виробництва сталі тримався в секреті.

Ці сталеві пластини, демонструючи чудову балістичну міцність, були складні в обробці, і ця складність привела до подальших розробок, спрямованих на те, щоб поєднати жорсткість сталевої пластини і в'язкість залізної підкладки. Сталь, яка використовувалася в цих плитах була проведена в відкритих печах Сіменса-Марена.

нікелева броня

Наступним кроком стало легування стали нікелем.

Нікель має властивість сильно підвищувати в'язкість стали. При однакових ударних навантаженнях броньові плити з нікелевої стали не розтріскуються і не відшаровуються осколками, як це буває з чисто вуглецевою сталлю. Крім того, нікель полегшує термообробку - при загартуванню нікелева сталь менше жолобиться.

У 1889 р Шнейдер першим ввів домішка нікелю в суцільносталевого броню, після чого компаундних броня стала поступово виходити з ужитку. Кількість нікелю в перших зразках змінювалося від 2 до 5%, але до кінці кінців встановилося на рівні 4%. В цей же час Шнейдер успішно застосував загартування стали водою і маслом. Після кування молотом і нормалізації, плита розігрівалася жо температури гарту після чого її лицьова частина занурювалася на невелику глибину в масло. Після гарту слідував низькотемпературний відпустку.

Ці нововведення привели до поліпшення міцності броні ще на 5%. Тепер 10-дюймова броня з нікелевої стали була еквівалентна приблизно 13-дюймової плиті з заліза.

До цього часу виробництвом броні зайнялася американська компанія Бетлехем Айрон під керівництвом Джона Фрітца, а незабаром після цього - компанія Карнегі Стіл по патентах Шнейдера. Перші поставки стали для старих броненосців Техас, Мен, Орегон і інших кораблів цього періоду складалися з термообработанной нікелевої стали з 0.2% вуглецю, 0.75% марганцю, 0.025% фосфору і сірки і 3.25% нікелю.

броня Гарві

У 1890 р відбулося наступне значне поліпшення якості броні в зв'язку з введенням гарвеевской процесу, вперше застосованого на військово-морській верфі в Вашингтоні для обробки 10.5-дюймових сталевих плит.

Відомо, що твердість залізовуглецевих сплавів зростає зі збільшенням вмісту вуглецю. Так, чавун набагато твердіше стали, яка в свою чергу набагато твердіше чистого заліза. Значить для отримання твердої лицьовій поверхню броні досить підвищити вміст вуглецю в її поверхневому шарі.

Процес, винайдений американцем Г. Гарвеем, полягав у наступному. Сталева плита, яка перебуває в тісному контакті з будь-яким вуглецевих речовин (наприклад, деревним вугіллям) нагрівалася до температури, близької до температури плавлення, і підтримувалася в такому стані два-три тижні. В результаті вміст вуглецю в поверхневому шарі підвищувався до 1.0-1.1%, а на глибині 25 мм залишалося на рівні, характерному для звичайної сталі.

Потім плита піддавалася загартуванню по всій товщині спочатку в маслі, а потім у воді, в результаті чого цементована поверхню ставала надтвердих.

Цей процес отримав назву цементації (науглероживания). У 1887 р Трессідер запатентував в Англії метод поліпшення гарту нагрітої поверхні плити шляхом подачі на неї під великим тиском дрібних водяних бризок. Цей спосіб виявився краще, ніж занурення в рідину, тому що забезпечував надійний доступ холодної води до поверхні металу, тоді як при зануренні між рідиною і металом виникала прошарок пара, яка погіршувала теплообмін. Сталь з зміцненої поверхнею, легована нікелем, цементована по Гарві, відпущена в маслі і загартована водяними бризками отримала назву гарвеевской броні. Хімічний аналіз типової гарвеевской броні цього періоду показує, що вміст вуглецю становить близько 0.2%, марганцю - близько 0.6%, нікелю - від 3.25 до 3.5%.

Незабаром після впровадження гарвеевской процесу було виявлено, що балістичну міцність броні можна поліпшити шляхом повторної кування після цементування. Кування, зменшувала товщину плити на 10-15%, проводилася при низькій температурі. Спочатку вона застосовувалася для того, щоб більш точно витримувати товщину плити, поліпшити обробку поверхні і структуру металу після теплової обробки. Цей спосіб був запатентований Корі з компанії «Карнегі Стіл» під назвою «подвійна кування».

Броня Гарві миттєво довела свою перевагу перед іншими типами броні. Поліпшення склало 15-20%, тобто 13 дюймів гарвеевской броні приблизно відповідали 15,5 дюймам броні з нікелевої сталі.

Цементована броня Круппа

У 80-х роках 19 ст. в металургії стала застосовуватися для легування невеликих сталевих виливків інша легирующая добавка - хром. Виявилося, що отриманий сплав при відповідній термообробці, отримує значно твердість. Однак сталелітейшікі, незважаючи на постійні зусилля, не змогли отримати великі злитки хромонікелевої сталі і відповідним чином обробляти їх, поки в 1893 р німецький промисловець Крупп не розв'язав цю проблему.

Крупп також впровадив процес цементування в виробництво броні, але замість твердих вуглеводнів, що застосовуються в гарвеевской процесі, він використовував газоподібні вуглеводні - світильний газ пропускали над гарячою поверхнею плити. Таку газову цементацію часто використовували, проте вона поступово витіснялася застосуванням твердих вуглеводнів. Газова цементація застосовувалася в Бетлехемі в 1898 р проте після цього вона не використовувалася в Америці для виробництва броні.

Приблизно в цей же час Крупп розробив процес поглиблення цементованого шару на одній стороні сталевої плити. Для цього плита обволікалася глиною, причому цементована сторона залишалася відкритою, а потім відкрита сторона піддавалася сильному і швидкому нагріву. Так як температура падає від поверхні в глибину плити, поверхня виявляється більш гарячої, ніж задня сторона плити, що дозволяє здійснювати «спадаючу загартування» бризками води. Сталь, нагріта вище певної температури, стає дуже твердою при швидкому охолодженні водою, тоді як сталь, температура якої нижче вказаної межі, практично не змінює своїх властивостей при загартуванню. Для зручності назвемо цю температуру критичною. Якщо поверхня плити нагріта вище цієї критичної температури, тоді всередині плити існує рівень, де метал має критичну темепратуру, причому цей рівень поступово зсувається вглиб плити і врешті-решт досягне її задньої поверхні, якщо нагрів буде досить тривалим.

Однак сталь нагрівається таким чином, щоб рівень критичної температури не опускався глибше 30-40% її товщини. Коли такий нагрів досягався, плиту швидко витягали з печі, встановлювали в камері гарту і подавали потужні струмені води спочатку на нагріту поверхню, а потім, секундою пізніше, на обидві поверхні одночасно. Таке двостороннє зрошення було необхідно, щоб пердотвратіть деформацію плити через нерівномірне охолодження.

Цей процес, названий «спадаючим зміцненням поверхні» дозволяв отримати дуже міцну лицьову сторону плити, що становила 30-40% її товщини, в той час як інші 60-70% обсягу плити залишалися в первісному в'язкому стані. Слід зазначити, що цей метод уплочненія заснований на спадаючому нагріванні і не обов'язково передбачає зміну змісту вуглецю в стали. Іншими словами, в цьому способі зміцнення лицьова сторона стає надтвердих через більш високої температури в момент гарту, а глибина зміцненого шару може регулюватися зміною режиму нагріву і може бути більше, якщо необхідно, ніж глибина цементації.

Процес зміцнення лицьовій поверхні був, звичайно, процесом остаточної обробки плити, який застосовувався після процесу термообробки. Останній поліпшував зернистість матеріалу і створював волокна, які збільшували міцність і пластичність стали.

Успіх Круппівські процесу був моментальним, незабаром всі виробники броні впровадили його. На всіх плитах товщі 127 мм крупповская броня була приблизно на 15% ефективніше, ніж її попередниця, Броня Гарві. 11.9 дюймів Круппівські стали були приблизно еквівалентні 13 дюймам гарвеевской стали. В Америці крупповская сталь стала застосовуватися для бронювання кораблів з 1900 р Велика частина броні, виготовлена \u200b\u200bв наступні 25 років була Круппівські цементованої бронею.

Протягом наступних 15 років були впроваджені деякі поліпшення в технологію виробництва, і зараз крупповская броня приблизно на 10% міцніше, ніж її перші зразки.