Последние исполины Российского Императорского флота

В истории планов подготовки Российского императорского флота к строительству крупных серий дредноутов третьего поколения немалый интерес представляет вопрос о степени технического совершенства созданных русскими морскими специалистами и корабельными инженерами конструкций, о потенциальной эффективности итоговых решений, воплощенных в проектах 16" линейных судов. Наиболее совершенным в тактико-техническом отношении в ряду всех проектов 16" линкоров, созданных в России в 1914–1917 гг., является проект завода «Наваль», а именно его промежуточные варианты № 2 и № 3, представлявшие тип быстроходного линкора. Оба они, не обладая ни повышенным уровнем бронирования путиловского проекта (февраль 1914 г.), ни сверхмощной артиллерией проекта Русско-Балтийского завода (июнь 1914 г.), отличались наиболее гармоничным сочетанием всех средств нападения и защиты — артиллерии, бронирования, конструктивной подводной защиты и скорости, что делало эти проекты самыми интересными. Из этих двух вариантов, при их равном тоннаже (44000 т), по мнению как создателя проекта В.П. Костенко, так и специалистов МГШ, предпочтительнее выглядел вариант № 2 (9 16" орудий) с его повышенной до 30 уз скоростью, нежели вариант № 3 (10 16" орудий) с менее впечатляющими 28 уз. Поэтому вопрос об эффективности проекта перспективного русского 16" линкора сводится к сравнению боевых качеств варианта № 2 с качествами всех зарубежных проектов тяжелых артиллерийских кораблей с 16" орудиями, которые были построены, строились или планировались к закладке в 1917–1921 гг., и, таким образом, являлись современниками проектов русских дредноутов третьего поколения.

Сравнение боевых возможностей кораблей друг относительно друга представляет в целом несложную задачу. Линкоры как приоритетно тяжелые броненосные артиллерийские корабли, в основном, оцениваются с той точки зрения, насколько один такой корабль способен нанести своим огнем решающие повреждения подобному ему противнику до того, как сам будет выведен из строя. В итоге все расчеты сводятся к громоздким вычислениям способности к бронепробитию, устойчивости противника, и наоборот. В основе всех этих расчетов лежит формула французского артиллериста Жакоба де-Мара, используемая для подобных целей морскими специалистами еще с 90-х гг. XIX в.

Долгий процесс расчетов удалось автоматизировать путем создания программы для вычисления пробиваемости конкретным орудием конкретной броневой преграды (или комбинации их) с разбросом в диапазоне дистанций в 1 кб (183 м). Подобная цикличность является оптимальной и, не перегружая расчеты малосущественными подробностями, достаточно точно устанавливает те значения боевых дистанций, где броня начинает уступать снаряду. Линкоры-дредноуты имели, в отличие от прежних броненосцев, довольно сложную систему броневых преград собственно корпуса, прикрывавших жизненные части корабля — его центральные посты, артиллерийские погреба и машинно-котельные отделения. Элементы системы бронирования (пояса, палубы, переборки) сопрягались под разными углами друг к другу и располагались в разных плоскостях. Поэтому пробивающий все эти сложносплетения броневых плит снаряд мог даже с траверза попасть в жизненные части корабля с различных (трех-семи) направлений, по каждому из которых требуется детальный расчет. Таким образом, для получения подробной картины устойчивости бронирования конкретного корабля против конкретного орудия требовалось произвести огромное число вычислений, и в данной ситуации развязать руки могло только быстродействие компьютера. Подобный метод автоматизации расчетов противостояния снаряда и брони был описан канадским исследователем техники броненосных кораблей прошлого доктором Уильямом Юренсом (см. W.J. Jurens. External Ballistics with Microcomputers // Warship International, №№ 1, 3 & 4, 1984). В настоящем разделе итоги всех расчетов для наглядности выполнялись графически в виде диаграмм, и совмещение последних позволяет выявить преимущества и слабости обоих сравниваемых проектов.

Исходные условия

Для получения объективной и в то же время свободной от непервостепенных деталей картины работы систем броневой защиты сравниваемых проектов по противодействию ударам 16" снарядов их вероятных противников следовало задаться рядом условий. Первое и главное из них — анализу подлежит только корпусное бронирование, прикрывающее основные жизненные части корабля — центральные посты, артиллерийские погреба, машинно-котельные отделения. Местная броневая защита — боевые рубки, орудийные башни и их барбеты, а также дымоходы — для удобства вычислений в расчет не принимается, хотя подчас играет весьма немаловажную роль (разрыв снаряда в боевой рубке, как правило, равнозначен выводу корабля из строя, а пробитие брони башни или барбета может расцениваться наравне с попаданием его в погреб). Однако учет всех подобных обстоятельств потребовал бы создания весьма громоздкой оценочной модели. Отказ от нее уравновешивается тем фактом, что толщина брони рубок, башен и барбетов на линкорах того периода всегда превышала таковую для корпуса, поэтому устойчивость элементов бронирования корпуса на рассматриваемых дистанциях практически наверняка означает непроницаемость местных броневых прикрытий для тех же дистанций.

Следующим условием является расчет противостояния системы бронирования корпуса действию снаряда на траверзном угле (курсовой 90°). Оно вытекает как из необходимости упрощения расчетов (удаляется операция для поправки на горизонтальный угол) так и, главным образом, из факта наиболее невыгодной работы брони в данных условиях. Б боевой обстановке реализация подобного условия имела бы определенную вероятность при бое на око-лотраверзных углах (курсовой 70-110°), поскольку в подобном случае снабженные мягкими бронебойными наконечниками снаряды при ударе в броню совершали бы "доворот" до углов, близких к нормали, что существенно улучшало бы условия их работы по броневой преграде.

Расчет устойчивости системы бронирования корпуса каждого проекта на действие артиллерии его противника сделан по их описаниям в исследовательской литературе, имеющейся в распоряжении автора. В использованной для расчетов базе данных имелись исчерпывающие сведения по лишь трем проектам: русскому линкору, а также японским «Нагато» и «Амаги». Система защитных элементов «Тоза» была принята на основе японских источников, в которых она не отражается со всей полнотой. Ряд допущений пришлось принять и в отношении британского «Джи-3». доступного по подробному (но также неполному) описанию Дж. Кемпбелла. Характеристики американских «Мериленда» и «Саут Дакоты» даны по исследованию Н. Фридмана. Таким образом, настоящая оценочная модель не претендует на исчерпывающую полноту, и имеет возможность для определенного совершенствования в рамках более точных данных.

Применяемая для расчетов бронепробития формула Жакоба де-Мара первоначально приводилась им для соотношения толщины пробиваемой броневой плиты и калибра снаряда, и имела следующий вид:

В/D = К х (Р/D³)^0,714 х D^0,0714 х Vтр, где -

В — толщина пробиваемой броневой плиты в дециметрах,

D — калибр орудия в дециметрах,

К — коэффициент бронепробиваемости, зависящий от качества брони и бронебойных свойств снаряда. В метрических мерах К=2134 для снаряда с бронебойным наконечником («макаровским колпачком») и К=2456 для снаряда без наконечника (по В.П. Костенко).

Р — вес снаряда в кг,

Vтр — скорость, необходимая для пробития брони снарядом в целом виде в м/сек,

Отсюда формула для толщины броневой плиты сводится к виду:

В = К х (Vтр^1,43 х Р^0,714/D^1,07) х (cos θ)^1,43, где -

θ — угол между траекторией и нормалью к пробиваемой броневой плите.

Метод

Методом оценки степени устойчивости бронирования проекта русского линкора 1917 г. сравнительно с его зарубежными аналогами является сопоставление диаграмм полного пробития всех комбинаций броневых преград жизненных частей корпуса для сравниваемых проектов — варианта № 2 проекта линкора заводе «Наваль» (44000 т, 9 16"/45 орудий, 30 уз) с каждым из его вероятных противников 20-х гг.: американскими «Мерилендом» и «Саут Дакотой», японскими «Нагато», «Тоза», «Амаги», «Овари», а также с британским «Джи-3». Сравнение с «Лексингтоном», ввиду его низкого уровня броневой защиты, не проводилось. В окончательном виде сопоставление скоростных характеристик всех пар кораблей с учетом итогов сравнения их бронирования позволяет оценить и степень тактического перевеса каждого из них.

Расчеты устойчивости бронирования произведены в широком диапазоне наиболее вероятных боевых дистанций (40 — 120 кб). Приведенные ниже диаграммы выполнены в координатах «дистанция/линейная проекция поражения жизненных частей корабля при миделе» (т. е. проекция всех групп броневых прикрытий на прямую, перпендикулярную углу падения неприятельского снаряда для данной дистанции), и не учитывают уменьшения ширины корабля ближе к оконечностям, что несколько сокращает проекцию поражения в сечениях, удаленных от середины. Они не учитывают также и длину цитадели, формирующую протяженность защищенного броней пространства корпуса, внутри которого находятся все жизненные части корабля. Ее длина прямо влияет на абсолютную площадь поражаемой проекции корпуса, поскольку корабль с менее протяженной цитаделью теоретически имеет меньшую вероятность получения попадания в нее, нежели корабль с более протяженной — это относится прежде всего к проектам быстроходных тяжелых кораблей, у которых для развития высоких скоростей существенно увеличивается протяженность машинно-котельных отделений. Для подобного случая потребовалось бы создание несколько более усложненной модели, необходимость в которой лежит вне рамок настоящего исследования. Однако подобная модель не меняет существенно результатов проведенного сравнения.

Линейная проекция поражения во всех случаях рассчитывалась для миделевого сечения, поскольку в данном случае наибольшая ширина корпуса дает и наиболее протяженную проекцию поражения. Она рассчитывается графически, исходя из угла падения снаряда (вычисляется по общеизвестным формулам внешней баллистики, см. табл. 10.7-10.11) того 16" орудия, на противостояние которому проводится расчет данной системы бронирования, через каждые 5 кб дистанции. Выявляется комплекс из 17 прямых (направлений падения снаряда в диапазоне 40-120 кб через каждые 5 кб), перпендикуляр к каждой из которых с проекцией всех групп бронирования на него является общей проекцией поражения по траверзу для данного корабля.

Поскольку для начальных дистанций в рассматриваемом диапазоне (в районе 40–50 кб) имеется еще значительная настильность траектории поражающего снаряда (углы паления 4–5°), общая проекция поражения в этом случае в основном состоит из суммы проекций вертикальных прикрытий (поясов и переборок в комбинации со скосами). При увеличении дистанции свыше 80 кб все большую роль начинает приобретать составляющая групп горизонтальных броневых прикрытий (палуб в комбинации со скосами). На дистанциях 100–120 кб (углы падения снаряда 24–40°) доля группы горизонтальных прикрытий составляет уже 60–70°, значительно увеличивая общую проекцию поражения (в 2,5–3 раза по сравнению с начальными дистанциями).

Участки, оттененные на диаграммах сплошной штриховкой — область полного пробития для данной дистанции соответствующих групп броневых прикрытий. Пунктирная штриховка означает пробитие группы бронирования с меньшей суммарной толщиной для тех направлений, где имеется единый состав элементов бронирования, но различная их толщина (например — для японского «Тоза», с учетом уменьшения толщины главной палубы с 163 до 100 мм и тыльной переборки с 75 до 50 мм на протяжении машинно-котельных отделений корабля).

Приведенные диаграммы демонстрируют протяженность зон устойчивости или полной проницаемости бронирования жизненных частей каждого из проектов. Сопоставление их заштрихованных участков для каждой пары позволяет получить наглядное представление о степени соотношения защитных характеристик каждого из кораблей друг относительно друга, выделить «зоны неуязвимости» в каждой паре. Таким образом, подобная оценка устойчивости бронирования с учетом скоростных характеристик приводит к общему выводу о тактико-техническом уровне проекта завода «Наваль».

Бой с «Мериленд», «Саут Дакота»

1. Броневой пояс (343 КЦ) — переборки (3 х 19 СПС)

2. Броневой пояс (343 КЦ) — нижняя палуба (25 СПС + 12 МС)

3. Броневой пояс (343 КЦ) — нижняя палуба (25 СПС + 12 МС) — переборки (3 х 19 СПС)

4. Средняя палуба (45 СПС + 45 МС) — нижняя палуба (25 СПС + 12 МС)

Сравнение диаграмм поражения систем броневой защиты русского проекта и системы бронирования «Мериленд»/«Саут Дакота», идентичной для обоих классов американских линкоров, позволяет сделать следующие выводы. Имеется диапазон дистанций, на которых поясная защита американских кораблей уязвима с траверза для русского 16"/45 орудия, в то время как вертикальное бронирование русского проекта остается непробиваемым их тяжелыми орудиями. В силу некоторой разности характеристик мощности американских 16" моделей, сравнение с «Мерилендом» дает для русского линкора зону неуязвимости по вертикальной составляющей в 24 кб (67–91 кб), сопоставление с «Саут Дакотой», имеющей более мощное 50-калиберное орудие, сокращает ее до 13 кб (в диапазоне 78–91 кб).

Однако подобные невыгодные для американских линкоров соотношения, характерные для траверзных курсовых углов, достаточно легко могли бы быть ими парированы приведением противника на углы порядка 45–50°, где преимущество русского корабля в отношении пробития вертикальных поясов сводится на нет. При этом на первый план выходит устойчивость горизонтальных броневых прикрытий, не зависящая от курсовых углов, а только от дистанций. Однако и в этом случае для русского проекта характерна зона неуязвимости от снарядов американских орудий, составляющая около 10 кб, и примерно одинаковая для вариантов сравнения как с «Мерилендом», так и с «Саут Дакотой» (65–75 кб). Но и на дистанциях свыше 75 кб русский линкор все же имеет пониженную, в сравнении с его американскими противниками, приведенную поражаемую площадь горизонтальной защиты. Это соотношение, составляющее на дистанции 80 кб порядка 1:1,6–1,9 (у «Мериленда» и «Саут Дакоты» соответственно) на расстоянии в 120 кб уменьшается до 1:1,2–1,4, оставаясь все же в пользу русского проекта. Подобные ударные и защитные характеристики рассматриваемых линкоров в сочетании со значительной разностью в скорости хода между ними, позволяют достаточно точно представить тактику боевого столкновения между ними. Быстроходному русскому линкору, диктующему дистанцию, выгодно возможно быстрее сблизиться с противником и навязать ему бой на дистанции 70–75 кб, где его горизонтальное бронирование не пробивается снарядами американских орудий, и удерживаться в этом диапазоне на курсовых углах в пределах 60–65° (155–180°). В подобных условиях американским кораблям, связанным малым ходом (21–23 уз), остается только держаться на подобных же курсовых углах (более острые углы означают большую проекцию эллипса накрытий, что ведет к дополнительным попаданиям, а углы у траверза — к риску поражения жизненных частей через направления броневого пояса, пробиваемого на этих дистанциях русским 16"/45 орудием на траверзных углах).

Сравнение веса бортового залпа сопоставляемых кораблей показывает, что русский линкор превосходит «Мериленд» на треть, и уступает «Саут Дакоте» на 14 %. Даже вне свободной зоны русского линкора (на дистанциях 90-120 кб. средних между 75-120 кб — границами диапазона поражения его горизонтальных прикрытий) он, с учетом приведенной проекции поражения и веса вносимого металла и взрывчатых веществ, превосходит «Мериленд» в 1,7 раза, а «Саут Дакоту» — в 1,2 раза.

Бой с «Нагато»

При сопоставлении боевых возможностей русского проекта с японским «Нагато» обращает на себя внимание в первую очередь значительная зона неуязвимости вертикальных прикрытий детища В.П. Костенко по сравнению с его противником, простирающаяся более чем на 20 кб (с 74 до 95 кб). Оперирование именно в этом диапазоне представляется целесообразным для русского линкора, могущего воспользоваться превосходством в скорости и сблизиться, а затем поддерживать выбранную дистанцию. Для парирования перспективы пробития поясного бронирования с траверзных направлений в этом диапазоне дистанций «Нагато» будет вынужден держать своего противника на острых курсовых углах. При этом уязвимость горизонтальных японского линкора является в целом более высокой, нежели у его русского противника. В целом, как явствует из диаграмм бронепробития, «Нагато» по сумме приведенных площадей бронирования существенно уступает своему противнику. Русский линкор, обладающий, помимо этого, преимуществом в 12,5 % по количеству тяжелых орудий и в 25 % по весу залпа, навязывающий «Нагато» дистанцию боя и курсовые углы, способен гораздо быстрее нанести ему решающие повреждения, нежели получит сам.

Бой с «Тоза»

Согласно источникам, система бронирования «Тоза» представляла собой весьма пестрое сочетание в отношении толщин отдельных элементов, что зависело от важности прикрываемого ими направления. Машинно-котельные отделения линкора защищались гораздо менее надежно, нежели его погреба боезапаса. Расчеты показывают, что забронированный подобным образом «Тоза» почти не поражается русским 16"/45 орудием на горизонтальных направлениях артиллерийских погребов (не считая узкого промежутка на 117–120 кб у верхней границы расчетного диапазона дистанций), но уязвим на 69 — 120 кб через палубы, прикрывающие отсеки машинно-котельных отделений. Приведенные площади поражения через горизонтальное бронирование с траверзных углов для русского и японского линкоров находятся в пользу второго в соотношении 1:0,5, которое уменьшается с приведением «Тоза» на более острые углы. Для японского линкора также выгодно приводить своего противника на острые углы, поскольку это нивелирует меньшую устойчивость его вертикального бронирования (у погребов — на дистанциях до 90–96 кб, у машинно-котельных отделений до 104 кб) по сравнению с таковой русского корабля, уязвимого лишь до 74 кб.

Сравнение противостояния «Тоза» и его русского противника, учитывая особенности работы их систем защиты и равноценность обоих кораблей в отношении веса залпа, обуславливает выбор тактики боя между ними для каждого из них. Превосходство русского линкора в скорости на 3,5 уз вызывает сомнения в способности «Тоза» активно атаковать, но в обороне на острых кормовых углах он демонстрирует паритет с русским линкором практически на всех дистанциях и склонен, по мере возможности, уменьшать дистанцию до значений менее 95 кб, где имеет лучшие шансы в отношении проекции поражаемых площадей бронирования.

Для русского проекта единственным шансом расправиться с «Тоза» является сближение до дистанции менее 70–60 кб, и, при удержании противника на углах менее 70, попытка поражения его вертикального бронирования при приведении на его курсовые углы порядка 50–60°, - маневр, легко парируемый японским линкором отворотом в сторону от противника. В общем, в боевом отношении оба проекта примерно равноценны, и русский линкор имеет преимущество, в основном, как более быстроходная тяжелая единица в оперативно-стратегическом плане.

Примечание: Толщина главного пояса у «Овари» в пп. 1, 2 составляет 293 мм КЦ

Бой с «Амаги», «Овари»

На итоги сравнения воображаемого противостояния этих проектов в решительном бою накладывает отпечаток, главным образом, значительная разница в устойчивости их вертикального бронирования. Поскольку направления главного пояса проекта «Наваль» перестают пробиваться японским 16"/45 орудием на траверзных углах с 74 кб, русскому линкору целесообразно придерживаться в бою с «Амаги» больших дистанций. Сближение менее чем до 70 кб приводит артиллерийское состязание противоборствующих кораблей к патовой ситуации — при непробитии горизонтальных прикрытий возможность поражения их поясного бронирования парируется приведением противника на острые курсовые углы, дающие резкое повышение устойчивости вертикальных плит. Подобная тактика эффективна для «Амаги» и для дистанций свыше 75 кб, однако следование в диапазоне 75-105 кб острым курсовым углам (это грозит увеличением процента попаданий), в то время как его русский противник может выбирать любые, чревато для японского корабля снижением гибкости маневрирования и потерей инициативы. Что касается устойчивости горизонтальных направлений, на проницаемость которых никак не влияют курсовые углы, то в диапазоне 75-120 кб соотношение их приведенных площадей поражения (для траверза) составляет 1:0,95 в пользу японского корабля, что можно признать малосущественным.

При равенстве параметров скорости (30 уз) и веса залпа (10044 и 10200 кг) проектов «Наваль» и «Амаги» можно сделать вывод, что в бою последний будет испытывать большую скованность — пытаясь избежать пробития через вертикальное бронирование с траверзных углов, он будет вынужден в первую очередь тщательно планировать свое маневрирование, что неизбежно отразится как на темпе ведения им огня, так и на его меткости. Помимо этого, в условиях необходимости удержания на острых углах поражающая проекция эллипса накрытий для японского корабля будет гораздо большей, нежели для русского. В результате, отрицательная обратная связь (та грань, за которой противостояние превращается в выживание) в решительном бою для японского проекта представляется гораздо более быстро достижимой, нежели для его более гибкого русского противника. Все приведенные рассуждения и выводы справедливы также и в отношении проекта «Овари», увеличенная толщина пояса которого сокращает его зону уязвимости на 10 кб, но не меняет ее картины в принципе.

Бой с «Джи-3»

Сравнение диаграмм поражения систем броневой защиты русского проекта и «Джи-3» показывает следующее. На дистанциях до 65 кб британский проект наполовину превосходит русский по наличию меньших приведенных поражаемых площадей. На дистанциях 65–90 кб поражаемые площади идентичны, а свыше 90 кб — вновь наблюдается превосходство «Джи-3» (на 48 %). Таким образом, русскому линкору невыгоден решительный бой на сближении с предела видимости, в котором британский корабль сразу получает ощутимое преимущество. Примерное равенство в скорости хода (30 и 32 уз соответственно) делает маловероятным успешное маневрирование русского корабля для достижения диапазона дистанций 65–90 кб, где приведенные поражаемые площади обоих проектов идентичны. Фактически «Джи-3» выгодно сближение даже до 75 кб, где на острых курсовых углах он не будет иметь пробития собственного пояса, увеличив вероятность поражения русского корабля через горизонтальное бронирование.

Основываясь на сопоставлении диаграмм бронепробития, можно сделать вывод, что в рассматриваемом диапазоне дистанций (40-120 кб) британский корабль был бы вдвое более устойчив, нежели русский, на их 2/3, и на оставшейся 1/3 они были бы равны. Непринципиальная разница в скорости хода, равенство в числе главных орудий и 20 %-е превосходство русского линкора в весе бортового залпа несколько сглаживает общий баланс в пользу «Джи-3», определенное превосходство которого в итоге все же остается.

События 1917–1921 гг. в России показали, насколько чувствительными к общественно-политическим потрясениям являются бронированные гиганты-дредноуты. В начале 20-х гг. у Советской России из двенадцати находящихся при старой власти в строю и достройке тяжелых артиллерийских кораблей осталось только три, а планы их дальнейшего строительства оказались прочно забытыми…

Линкоры-дредноуты "Парижская коммуна" ("Севастополь") и "Марат" ("Петропавловск") в Военной гавани Кронштадта, 1923 г.

ЦВММ