Кое-что о ныряющих снарядах

[fonzeppelin]

Наткнулся на такую вот интересную схему, из некоего японского предвоенного то ли исследования, то ли мануала:

Насколько мне удалось понять, эта схема показывает траектории движения артиллерийских снарядов в воде в зависимости от угла входа таковых. Данные относятся к бронебойным снарядам модели Тип 91 для 410-мм/45-калиберного орудия 3-го года эпохи Тайсё (1914). Хотя орудие имело реальный калибр 41 см (16.1 дюймов), официально оно обозначалось как 40-саниметровое (16 дюймов), чтобы уложиться в рамки Вашингтонского морского договора. 

Согласно схеме, снаряд тип 91 при входе в воду под углом около 17 градусов — что соответствует углу возвышения орудия в 13.5 градусов и дальности стрельбы около 20.000 метров — спрямляет траекторию и в состоянии пройти под водой порядка 200 своих диаметров (т.е. около 80 метров). При этом он сохраняет достаточную кинетическую энергию, чтобы пробить наружные були, противоторпедную переборку и многослойную противоторпедную защиту линейного корабля, разорвавшись внутри корпуса.

При падении снаряда ближе к цели (на дистанции не более 100 диаметров, т.е. 40 метров) снаряд сохраняет достаточную энергию, чтобы пробить навылет продольные переборки, пройдя отсеки корабля насквозь и разорвавшись у противоположного борта.

Наконец, при падении под углом возвышения 30 градусов — что соответствует углу возвышения орудия более 25 градусов и дистанции боя более 25.000 метров — снаряд входит в воду без спрямления и продолжает движение в воде приблизительно под прежним углом около 50 своих диаметров (т.е. около 20-25 метров). Если снаряд оснащен временным взрывателем с достаточным замедлением, то его подрыв в этом случае произойдет под корпусом неприятельского корабля, повредив его гидродинамическим ударом.

Такой эффект представлялся японским адмиралам весьма желательным по ряду причин. Во-первых, подводное попадание позволяло «обойти» мощную вертикальную и горизонтальную броневую защиту неприятельского корабля, нанеся удар ниже кромки броневого пояса. Во-вторых, такое попадание с намного большей степенью вероятности приходилось в жизненно важные части неприятельского корабля — погреба боеприпаса, машинные и котельные отделения. В-третьих — «спрямление» траектории снаряда в воде и его последующее движение могли превратить недолет до 80 метров по дальности в попадание (при правильном наведении орудия по азимуту, разумеется).

Снаряды Тип 91 (и их улучшенная модель — Тип 1) были специально разработаны с расчетом на эффект подводного спрямления. Они имели отделяющийся баллистический наконечник — который при входе в воду сбрасывался, обнажая уплощенную головку снаряда, оптимизированную для движения в воде. Их взрыватель устанавливался на значительное замедление, чтобы не сработать преждевременно при движении снаряда в воде.

Японцы разработали эту концепцию под влиянием артиллерийских испытаний на недостроенном линкоре «Тоса» в 1924 году. Корпус линкора, строительство которого было отменено по условиям Вашингтонского Соглашения 1922 года, использовался для испытания эффективности боеприпасов и схемы броневой защиты. Во время обстрела «Тосы» из 410-мм орудий, один снаряд упал с 25-метровым недолетом, но спрямил под водой траекторию и поразил корабль-мишень в подводную часть, на 11 метров ниже ватерлинии. Сквозь пробитое в противоторпедной защите отверстие внутрь «Тосы» влилось более 3000 тонн воды, придав мишени крен более 10 градусов.

Заинтригованные результатами испытаний, японские адмиралы попытались воспроизвести их, создав ныряющие бронебойные снаряды Тип 91. Такие снаряды были созданы для 45-см (линкоры типа «Ямато»), 41-см (линкоры типа «Нагато»), 14-см (старые линкоры типа «Конго», «Фусо» и «Исе»), и для 20.3-см и 15.5-см орудий японских крейсеров. 

Результаты, впрочем, оказались далеко не самыми удовлетворительными. Форма снарядов Тип 91, оптимизированных для подводного движения, оказалась не самой лучшей с точки зрения бронепробиваемости; из-за излишне тонких стенок они имели неприятную привычку раскалываться при ударе о броню под не-оптимальным углом. Задержка взрывателя, рассчитанная на прохождение снарядом толщи воды, оказалась слишком большой для обычных попаданий. При попадании в небронированный корпус, снаряд Тип 91 почти гарантированно пролетал его навылет и разрывался за целью. При попадании в броню, взрыватель имел неприятную привычку отваливаться до того, как сработает.

Самым же обидным оказалось то, что возможности подводного движения снарядов Тип 91 оказались не так чтобы значимо лучше, чем у обычных бронебойных снарядов старых типов.

Пытаясь спасти положение, японцы срочно разработали бронебойный снаряд Тип 1 — улучшенная версия Тип 91. Улучшение, впрочем, оказалось косметическим, и проблем ныряющего снаряда не решило.

Едва ли не единственным (впрочем, тут я могу ошибаться) случаем срабатывания снаряда Тип 91/Тип 1 по назначению является бой у острова Самар, когда японский линкор «Ямато» вступил в перестрелку с эскортным авианосцем «Гамбиэр Бэй». Японские артиллеристы — видимо, не лучшим образом обученные — приняли эскортный авианосец типа «Касабланка» за полноценный эскадренный авианосец, и стреляли по нему 45-см бронебойными снарядами. Большая часть их относительно безвредно прошивала лишенный брони эскортник навылет и разрывалась в воде. Однако, один снаряд Тип 91/Тип 1, выпущенный с дистанции 20.000 метров, упал с недолетом и сработал-таки как предполагалось: прошел под водой, и поразил «Гамбиэр Бэй» в переднее машинное отделение. Это привело к потере корабликом хода и итоговой гибели «Гамбиэр Бэй» под огнем японских линкоров и тяжелого крейсера «Чикума» (артиллеристы которого долго затем пытались отобрать у «Ямато» удачное попадание...)

В общем и целом — интересно отметить, как попытка сконцентрироваться на нестандартном, и, теоретически, крайне выгодном эффекте, оказалась в итоге «самопобеждающей», потому что специализированные для данного эффекта боеприпасы оказались неэффективны в своей основной роли.

Comments

[ugly-troll.livejournal.com]

Однако, один снаряд Тип 91/Тип 1, выпущенный с дистанции 20.000 метров

надо же, с такого растояния не коректируемым снарядом

[lx-photos.livejournal.com]

Классно.

[antonkachinskiy.livejournal.com]

Я читал переведённую немецкую книжку 20-х годов примерно. У нас ее в 30-е годы издали. Типа учебника по проектированию линкоров, так в ней подобный эффект подводного движения снарядов был описан. Так что думаю он секретом тогда не был и японцы возможно его на Тосе проверить решили. Ну а потом и специальные снаряды решили делать. Остальные — о эффекте знали , но решили что овчинка выделки не стоит.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Ну, вообще это была вполне нормальная дальность морского боя в то время. Особенно по относительно медленной и достаточно крупной цели. Мировой рекорд дальности попадания — 23.800 метров (британский линкор "Уорспайт" по итальянскому линкору "Джулио Чезаре"). Мировой рекорд дальности накрытия — 34700-35000 метров (американские линкоры "Нью-Джерси" и "Айова" по убегающему японскому эсминцу "Новаки"; попаданий не было, но "в вилке" эсминец они держали).

[fonzeppelin.livejournal.com]

Вообще впервые на эффективность подводных попаданий обратили внимание французы еще до ПМВ, и активно с этим экспериментировали. Но французские данные, судя по всему, были засекречены, и японцы по всей видимости обнаружили эффект независимо.

[antonkachinskiy.livejournal.com]

Ну вот немцы тоже знали и в открытой печати опубликовали, так что возможно это знание было шире распространено чем нам кажется...

[ugly-troll.livejournal.com]

умели же без ДжиПиЭс ...

и ездили без навигатора на лошадях

как наводили? как корректировали?

[waryag72.livejournal.com]

Роль случайности... Не попади тот снаряд во время стрельб, могли не заморочиться этим.

Видимо, легкий и быстрый снаряд для Ямато родился не без помощи этих экспериментов.

Больше удивляет, что после сомнительных результатов стали дорабатывать концепцию вместо возврата к нормальным снарядам.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Роль случайности... Не попади тот снаряд во время стрельб, могли не заморочиться этим.

В целом да. Попадание по "Тосе" произвело очень большой эффект на японских адмиралов, мечтавших о некоем "супероружии", которое позволит получить решающее преимущество над американским флотом.

Видимо, легкий и быстрый снаряд для Ямато родился не без помощи этих экспериментов.

Их самых, родимых.

Больше удивляет, что после сомнительных результатов стали дорабатывать концепцию вместо возврата к нормальным снарядам.

А тут уже эффект невозвратных вложений, помноженный на традиционное японское чинопочитание. Для японца сказать своим Большим Начальникам что "вы тут фигней маялись, надо срочно все переделывать" — поступок почти что непредставимый. Собственно, пример этого года, легендарно провальный командный шутер "Конкорд". Сотрудники "Сони" прекрасно понимали, что получается фигня — дорогущая но ничем не примечательная игра на перенасыщенном рынке — но японская корпоративная культура просто не допускает чтобы подчиненные оспаривали мнение начальства.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Ну, очень приблизительно — башенки-директоры с оптическими дальномерами находили цель, и непрерывно сопровождали ее, постоянно выдавая азимут на цель и дистанцию до нее. Эти данные загонялись (у японцев вручную, у янки — автоматически) в электромеханический дифференциальный вычислитель, который высчитывал темпы изменения азимута и дистанции и по ним определял параметры движения цели. Специальный калькулятор сопоставлял параметры движения цели с параметрами движения самого корабля (от гирокомпаса, лага и т.д.), учитывал скорость и направление ветра, силу Кориолиса, температуру пороха и орудий, скорость и время полета снаряда, и рассчитывал углы вертикальной наводки и горизонтального упреждения для орудий. Орудия наводились по этим данным, и давали залп в ожидаемую точку упреждения цели.

Падения снарядов — водяные столбы от них — отслеживались, опять-таки, директорами. Директоры определяли, как упали снаряды относительно силуэта цели: впереди или позади (т.е. требуя поправки по азимуту), перед целью или за целью (т.е. требуя поправки по дальности):

(тут на фото — цель, HMS "Hood", накрыта правильно по азимуту, но с недолетами по дальности. Все всплески перед целью, т.е. недолеты)

Так как рассеивание снарядов по дальности было существенно больше, чем по азимуту (т.н. эллипс рассеивания), то основной задачей было правильно выставить дальность. Несколькими последовательными залпами, выставленными на разные дальности с равными промежутками, осуществляли пристрелку. Целью было накрытие цели, взятие ее в "вилку" (англ. straddle), когда часть снарядов падала перед целью, часть за целью. Это означало, что дистанция определена точно, и цель находится в пределах эллипса рассеивания снарядов. Тогда корабль начинал давать залпы, надеясь, что какой-нибудь снаряд — чисто в силу случайного распределения в пределах эллипса — поразит-таки цель. Это уже процесс чисто статистический; корабль только удерживает эллипс рассеивания на цели и стреляет, пока не попадет (или цель маневрами не собьет огневое решение, заставив нащупывать ее заново).

[ugly-troll.livejournal.com]

Директоры определяли, как упали снаряды относительно силуэта цели: впереди или позади (т.е. требуя поправки по азимуту), перед целью или за целью (т.е. требуя поправки по дальности):

т.е. видели через оптику на 20 км?

ночью или в туман отдыхали?

[polexer.livejournal.com]

Я смотрю, японцы были большими любителями поэкспериментировать с боеприпасами в поисках "идеального снаряда". Где-то в какой-то литературе наталкивался на информацию об этом эффекте, но там было описано, что "эффект спрямления" выявился не зразу, а в процессе поиска способов поражения подводной части корабля. Фигурировало имя какого-то капитана 2 ранга, который эти работы и проводил, но как я понял, сама концепция "ныряющих" снарядов японцами была признана спорной и неоднозначной, но послужила основной для некоей "японской концепции" артиллерийского морского боеприпаса. Там кстати фигурировали некие боеприпасы "коммон", которые использовали принцип шрапнели, но поражали цель разлетающимися зажигательными трубочками. Занятные были ребята, проказники... ))

[fonzeppelin.livejournal.com]

Ночью или в туман дистанции боя, разумеется, сокращались. Для ночного боя использовались прожекторы и осветительные снаряды — чтобы "высветить" противника — и специальные беспламенные пороховые заряды, чтобы скрыть свои вспышки выстрелов. В туман же приходилось просто исходить из малой дальности боя.

Ну а в начале ВМВ появились артиллерийские радары, которые радикально решили проблему боя при слабой видимости)

[ugly-troll.livejournal.com]

морской офицер-артиллерист ПМВ это уровень

[fonzeppelin.livejournal.com]

Там кстати фигурировали некие боеприпасы "коммон", которые использовали принцип шрапнели, но поражали цель разлетающимися зажигательными трубочками. Занятные были ребята, проказники... ))

Саншикидан, зажигательная зенитная шрапнель) Идея была в том, чтобы использовать орудия главного калибра линкоров и крейсеров для ведения заградительного огня, ставя завесы на пути атакующих самолетов. Каждый снаряд сан-шики снаряжался множеством небольших трубочек, наполненных термитной смесью (электрон + нитрат бария + каучук в роли загустителя). При подрыве снаряда, трубочки разлетались в стороны, и воспламенялись, примерно 5 секунд выдавая с обеих концов 5-метровые хвосты пламени температурой около 3000 градусов Цельсия. Идея была в том, что разрывы таких снарядов создадут перед противником "огненную завесу", которая заставит атакующие самолеты отвернуть.

Такие снаряды были созданы в разных калибрах — от 45-см орудий и до 127-мм универсалок, а также в варианте неуправляемых ракет залпового огня — но толку от них было немного. Американские пилоты считали их "эффектными, но неэффективными", главным образом потому, что для тяжелых, медленно наводящихся и медленно стреляющих орудий очень трудно было выставить правильную дистанцию подрыва при стрельбе по скоростным самолетам. Тем более что во время отражения воздушной атаки, пальба орудий главного калибра очень мешала работе расчетов легких зениток.

[fonzeppelin.livejournal.com]

Да. Тогда еще все делали "на глазок". Ко Второй Мировой, системы управления огнем стали гораздо более автоматизированными, сводя к минимуму человеческий фактор; американские СУО, например (наиболее совершенные из всех в то время) вообще практически исключали человека из управления огнем, наводя орудия с помощью автоматических силовых приводов.

[vakhnenko.livejournal.com]

> Падения снарядов — водяные столбы от них — отслеживались, опять-таки, директорами.

Причем у японцев на кораблях были разные цветные красители в снарядах, чтобы поднятые взрывами столбы воды можно было отличать друг от друга. То, чего совершенно не передают фотографии или хроника, но по свидетельству очевидцев зрелище было весьма фантасмагоричным.

[vakhnenko.livejournal.com]

> А тут уже эффект невозвратных вложений, помноженный на традиционное японское чинопочитание.

Да и впрочем умудрились же американцы и немцы (особенно американцы) начать войну с крайне не надежной торпедой, хотя казалось бы.

> Собственно, пример этого года, легендарно провальный командный шутер "Конкорд".

О даааа.

[vakhnenko.livejournal.com]

Причем для ПВО эти снаряды и впрямь были плохой идеей, но зато для обстрела площадных "мягких" целей — оказалось очень в тему, американцы на Гуадалканале могут подвердить.

[yagangrel123.livejournal.com]

Спасибо за пояснения)

Такой текст надо начинать словами: "На самом деле всё просто..." :)

[yagangrel123.livejournal.com]

Когда вспоминают кислородные торпеды и говорят о том как японцы всех превзошли и почему никто в то время не повторил всегда на ум приходит этот снаряд)

[igor-sabadah.livejournal.com]

А тараны тосле случайного тарана? Их вообще в бою применить не получилось, зато сколько утопили в мирное время.

[st-range.livejournal.com]

Не знаю как у кого, но мне почему-то вспоминается та самая байка про русско-японскую войну. Когда японские снаряды взрывались даже об леер, а русские были с очень тугим взрывателем и таки могли нырнуть и поразить подводную часть корабля.

В следующую войну русские снаряды взрывались от любого чиха, а японские были с тугим взрывателем. Быть под вражеским обстрелом прочищает мозги, причем иногда черезчур. :-)

[st-range.livejournal.com]

Видимо, легкий и быстрый снаряд для Ямато родился не без помощи этих экспериментов.

Их самых, родимых.

А до этого еще был адмирал Макаров с идеей легкого снаряда. ;-)))

[citizenkane1941.livejournal.com]

"Японские артиллеристы — видимо, не лучшим образом обученные — приняли эскортный авианосец типа «Касабланка» за полноценный эскадренный авианосец, и стреляли по нему 45-см бронебойными снарядами."

Противоречивое предположение. Артиллеристы "не лучшим образом обученные", согласно этой статье ув. naval_manual

смогли накрыть авианосец "Уайт Плейнс" вторым залпом и нанести тому повреждения с дистанции 31.5 км. Думаю, это вопрос боекомплекта — вероятно особо другим японцам по кораблям тогда стрелять и нечем было.

Если так посмотреть, то каких-то критических "недовоздействий" японских бронебоев не прослеживается. Если попаданий в противника хватало, то ему исправно становилось плохо. А везти / не везти могло всегда — как крейсеру "Денвер" в бою в бухте императрицы Аугусты, когда в него попало 3 снаряда и все не взорвались. Но ведь и ответные 3 снаряда в "Хагуро" не взорвались также. Как и остальных флотах — вспомним бой в Датском проливе, и перестрелку "Бисмарка" и "Принца Уэльского".