Бронирование и защитные плиты
Британский броневой материал, использовавшийся на кораблях в годы войны, по своему качеству, достаточно хорошо выдержал серьезные испытания. Однако специалисты в этой области отметили два важных направления, которые требовали особого внимания - это, во-первых, требуемое усовершенствование крепления броневых плит, и, во-вторых, более тщательный подход к распределению бронирования по кораблю.
Опыт войны показал, что использование высокоупругих тонких плит в качестве палубной защиты было совершенно недостаточно против отвесно падающих снарядов, выпущенных с дальней дистанции. Достаточно ясно это показал Ютландский бой, и еще более подтвердили опытовые стрельбы во время испытаний новых образцов снарядов типа АРС, а также испытания макета части корпуса, проведенные при проектировании линейного крейсера "Hood".
После Ютланда палубное бронирование дредноутов было усилено укладкой большого числа высокоупругих стальных защитных плит. В наибольшей степени это отразилось при проектировании крейсера "Hood", который в окончательном виде получил наибольшую (из всех существующих в то время кораблей) толщину горизонтальной защиты над погребами. Испытания, проведенные с новым бронебойным снарядом против макета, изображающего часть корпуса "Hood", имели особенно важное значение. Они показали, что погреба "Hood" уязвимы для снарядов, выпущенных с дальней дистанции. Так, например, 381-мм.снаряд с бронебойным наконечником с дистанции 22-23 км. мог пробить все защищенные палубы крейсера и проникнуть в боевые погреба со всеми вытекающими отсюда последствиями. Опыт показал, что требуется кардинальное, абсолютно новое решение. Оно было найдено в замене стальных защитных плит броневыми. Предполагалось, что все последующие дредноуты, в том числе и "Hood", будут иметь именно такую горизонтальную защиту. Для "Hood", однако, пришлось это решение отменить, так как в нужный момент необходимой брони в распоряжении верфи не оказалось. Забегая вперед, можно сказать, что на других кораблях во время их модернизации в 30-е годы стальные горизонтальные плиты были заменены на броневые.
Очень важное место при проектировании кораблей занимает проблема соединения броневых плит. С самого начала эпохи броневого производства фирмы-производители стремились увеличить размеры отдельных броневых плит с целью уменьшения числа стыков и заклепок, которые являлись наиболее слабым местом броневой защиты. Ютландский бой полностью подтвердил эту точку зрения, и именно на основе опыта этого сражения к фирмам-производителям брони было предъявлено требование: "...Изготовители броневых плит и верфи должны стремиться производить и устанавливать большие плиты". Стремясь хоть как-то компенсировать слабость стыков плит конструкторы пробовали применять специальные скрепления - "замки", жестко соединяющие торцы плит.
В специальном исследовании о повреждениях различных кораблей, проведенном после Ютландского боя, были сделаны определенные выводы, важнейшими из которых были:
1). Попадания в броневой пояс по ватерлинии были сравнительно редки. Отсюда следует, что с увеличением боевых дистанции они будут еще реже.
2). Применение на линейных крейсерах ослабленной (в сравнении с дредноутами) барбетной брони нежелательно. Экономию веса для увеличения мощности установки лучше осуществлять за счет ослабления бортового бронирования.
3). Требует серьезного усовершенствования конструкция крыш орудийных башен, в частности ее внутреннее крепление, а также утолщение брони крыш. Колпаки перископов и визиров на крышах считаются наиболее слабым местом в защите башен.
4). Слабое крепление брони барбетов, боевой рубки и коммуникационной шахты требует особенно пристального внимания. Обычный метод крепления (угловые накладки, соединяющие клепкой или на болтах плиты, сходящиеся под разными углами) оказался слишком слабым, чтобы противостоять ударам снарядов. Необходимы добавочные подкрепления, особенно для барбетов.
5). Вертикальные броневые плиты на палубе надстройки оказались бесполезны и, даже более того, опасны при поражении их бронебойным снарядом, который в случае их отсутствия прошел бы этот район без взрыва. Наоборот, вертикальные броневые плиты между отдельными палубами являются хорошей защитой, задерживая осколки снарядов, взорвавшихся на палубе или у борта.
6). Броневые настилы внутри дымоходов, имеющие сквозные отверстия для пропускания дыма, оказались вполне надежными. То же можно сказать и о защите кожухов дымовых труб.
7) . Набор позади брони показал себя достаточно хорошо, однако опыт боевых действий показал, что требуется некоторое усиление шпангоутов в районе ватерлинии. Этот вывод основан на проведенном наблюдении, что снаряд, попадающий выше ватерлинии, имеет склонность пробивать броню без взрыва, и шпангоуты в этом случае хорошо воспринимают ударную волну, идущую от взрыва внутри корпуса. Снаряды, поражающие борт ниже ватерлинии, чаще взрываются снаружи, и, поэтому, в дополнение к ударной силе снаряда, создается "эффект водяного молота", то есть гидравлический удар. Вследствие этого броня зачастую вдавливается внутрь на сравнительно большой площади. По этой же причине требуется утолщение продольных броневых переборок позади брони.
8). Большую опасность создают отверстия вентиляционных шахт вокруг барбетов, снаряд, попавший в палубу в районе таких отверстий может легко проникнуть под палубу и поразить там броню барбета.
9). Деревянный палубный настил не создает никакой дополнительной защиты. С другой стороны не было случая, чтобы палуба загорелась непосредственно от попадания снаряда. Высказывалось особое мнение, что деревянный настил создает благоприятные условия для зацепления бронебойного колпачка в дереве. В противоположность этому гладкая стальная палуба (как на "Renown" и "Repulse") позволяет надеяться на рикошет снаряда.
Защита пороховых погребов от взрыва
Во время Первой мировой войны в результате взрывов боевых погребов было потеряно восемь крупных боевых кораблей. К ним можно прибавить до-дредноуты "Russell" и "Britannia", погреба которых взорвались после подрыва на мине или торпедного попадания. Вполне вероятно, что взрывы в погребах привели к гибели обоих броненосных крейсеров ("Good Hope" и "Monmouth") в сражении у Коронеля 1 ноября 1914 года.
Специалисты делят подобные взрывы на две группы:
- в результате неустойчивости кордитного пороха (явление разложения);
- в результате прямого воздействия противника на корабль.
По поводу первого вида взрывов можно сказать, что достаточно верных доказательств этого явления пока нет. Однако известно, что в годы войны на качество порохов было обращено достаточно серьезное внимание. В апреле 1917 года для наблюдения за производством взрывчатых веществ были назначены специальные инспектора. Примерно в тоже время Адмиралтейство провело мероприятия по замене на кораблях флота около 6000 тонн старого кордитного пороха. Несмотря на это, в июле 1917 года, на якорной стоянке в Скапа-Флоу взорвался и погиб дредноут "Vanguard". Одной из вероятных причин его гибели было признано плохое качество пороха, поэтому были приняты меры по ускорению производства новых пороков, однако полностью весь старый порох на кораблях Гранд-Флита был заменен только к марту 1918 года, а на всех остальных кораблях - к сентябрю 1918 года. Одновременно были разработаны специальные меры по повышению безопасности хранения кордитных пороховых картузов.
- Изменены предписания о хранении и обращении с взрывчаткой на кораблях Королевского флота.
- Усовершенствованы устройства вентиляции и кондиционирования погребов. Разработаны и установлены устройства для термоизоляции и орошения погребов.
- Улучшена конструкция пороховых пеналов. Удалены все ослабленные и вызывающие опасение пеналы.
- Из-за опасения диверсии была ужесточена система запирания погребов и доступа в них. Разработаны строгие инструкции для контроля доступа в погреба.
До Ютланда специалистами признавалось маловероятным, что взрыв погребов может произойти в результате воздействия противника. Однако гибель трех линейных и одного броненосного крейсеров в ходе сражения, а также опасные возгорания зарядов, едва не стоившие жизни дредноутам "Lion" и "Malaya", явно показали недооценку этой опасности.
На "Lion" 280-мм.(или 305-мм.) снаряд пробил середину башни "Q", попав в стык лобовой плиты и крыши. Взрывом, произошедшим под левым орудием, было нарушено замыкание затвора, затвор открылся, и заряд вместе с находящимся в стволе снарядом выскользнули из орудия, провалившись в шахту за орудием. Внутри башни вспыхнуло несколько небольших пожаров, и через некоторое время воспламенился кордитный порох. Форс пламени из башни проник через шахту подъемника вниз, в перегрузочное отделение. По счастливой случайности в этот промежуток времени створки перегрузочных люков погреба оказались закрытыми, и это спасло корабль от взрыва зарядов.
На "Malaya" 305-мм.снаряд пробил палубу бака и взорвался в батарее правого борта, вблизи орудия N-3, уничтоженного взрывом. Осколки снаряда пробили некоторые из заготовительных боксов, в которых хранились рабочие заряды первых выстрелов. Вспыхнул пороховой пожар, выведший из действия всю батарею. Погибло и пострадало более 100 человек. Форс пламени проник в снарядный погреб противоминной артиллерии, а оттуда через открытый люк в зарядный погреб. Только быстрое вмешательство двух моряков, находившихся в погребе, предотвратило гибель корабля.
Основываясь на этих случаях специальная "Комиссия по вопросам защиты кораблей", образованная Адмиралтейством, сделала заключение, что вероятной причиной гибели трех линейных крейсеров было открытое хранение рабочих зарядов в орудийных башнях, подъемниках, перегрузочных отделениях и зарядных погребах.
Комиссия указала на то, что при быстрой стрельбе всегда требуется большое число рабочих зарядов, и поэтому в любой момент определенное число их (примерно десять) находится на пути между перегрузочным отделением и орудием - на рабочих лотках и в движении на подъемниках. Эти заряды образуют своего рода "фитиль", ведущий пламя в зарядный погреб. Любой снаряд, разорвавшийся внутри башни гарантировал воспламенение этого "фитиля", что таит в себе постоянный риск повторения упомянутых выше случаев, но с гораздо худшими последствиями, чем на "Lion", где башня хотя и выгорела изнутри, но погреб уцелел.
Комиссия предложила установить в шахтах подъемников специальные пламянепроницаемые затворы. Их устройство должно было гарантировать постоянное запирание, за исключением момента продвижения заряда из подъемника в зарядное устройство. Кроме того, было предложено установить в перегрузочных помещениях и погребах своего рода противопожарного "шлюза", из двух люков которого по крайней мере один должен быть закрыт постоянно.
Можно сказать, что предложения Комиссии в целом оправдали себя, но такую оценку нельзя распространять и на рекомендации в отношении противоминной артиллерии. Предложенные Комиссией усовершенствования системы подачи боезапаса среднего калибра - улучшенное распределение задействованных помещений (требовалась перестройка отдельных казематов), сокращение рабочих зарядов, хранящихся непосредственно возле орудия и другие - были осуществлены только частично и оказались менее удачными. На каждом типе корабля эти переделки производились по-разному, в зависимости от конструкции и размещения подачных систем.
Для скорострельной артиллерии устраивать перегрузочные отделения не считалось необходимым, так как заряды находились в латунных гильзах и этим были защищены от воспламенения. Но все таки эти помещения были по возможности сделаны.
Разработанные конструкции и усовершенствования предварительно испытывались на HMS "Excellent". В частности на нем проводился опыт по определению пламянепроницаемости упомянутых выше "шлюзов" перегрузочных отделений. На нем же проводились испытания устойчивости к форсу пламени створок люков перегрузочных помещений.
В числе других рекомендованных Комиссией мероприятий были также некоторые усовершенствования, испытание эффективности которых на борту какого-либо корабля не проводилось и которые были сделаны только на некоторых типах кораблей (в том числе -типа "Queen Elisabeth" и последующих за ними):
- Установка специальных кожанных манжетов и фартуков между неподвижной и вращающейся частями орудийной башни.
- Разработка специальных инструкций о подаче рабочих зарядов, в том числе устранение последовательного перемещения зарядов (то есть перемещение зарядов небольшими партиями, с некоторым временным промежутком).
- Так как от перестройки казематов 152-мм.орудий на кораблях типов "Queen Elisabeth" и "Royal Sovereign" отказались, ссылаясь на то, что это затруднит передачу приказаний, на них было решено установить между открытыми батарейными позициями и створками подачных люков пламянепроницаемые заслоны.
- Для орудий с ручным заряжанием были сконструированы специальные боксы для хранения боезапаса (так называемые "Clarkson" - боксы). Они устанавливались на расстоянии полутора метров друг от друга, что препятствовало распространению взрывов.
- Готовый боезапас первых выстрелов впредь предполагалось хранить в специальных боксах, изготовленных из 25,4-мм.стали и обеспечивающих защиту от раскаленных осколков. Это позволяло избежать повторения опасной ситуации, подобной произошедшей на "Malaya" в Ютландском бою.
Так как испытания этих усовершенствований до их применения не проводились было решено произвести опыт с целью определения их эффективности, а также выяснить необходимость новых усовершенствований. На основании произведенного в 1917 году испытания (для его проведения был определен старый линейный корабль - додредноут "Vengeance") было определено, что принятых после Ютланда мер вполне достаточно для обеспечения надежной взрыво- и пожаро-безопасности. Кроме того было отмечено, что необходимо сделать устойчивыми к пламени и форсу огня глубокорасположенные помещения, даже если они замкнутые (то есть не имеют постоянно открытых отверстий).
Опыт показал, что в помещениях, где необходимо обеспечить целостность переборок даже в случае внутреннего взрыва, необходимо устраивать какие-либо вентиляционные отверстия для улетучивания взрывных газов, так как известно, что пороховой взрыв всегда стремится распространяться вверх. Однако при этом следует учитывать, что эти отверстия могут оказаться и каналом для проникновения огня. В начале 1918 года начались испытания сконструированного "шлюза" для перегрузочного помещения, который мог бы обеспечить защиту от форса пламени и в то же время был пригодным для выхода взрывных газов. Однако эти испытания, вновь проводившиеся на "Vengeance", прошли неудовлетворительно. Следующие были проведены в 1919 году (с линкором "Prince of Wales") и в 1920 году. В результате поставленная цель была достигнута. Следует сказать, что новая конструкция ко всему прочему могла при необходимости обеспечить и водонепроницаемость помещения. Подобные "шлюзы" было решено установить на всех вновь строящихся дредноутах, но так как после "Hood" линейные корабли не строились, то в применении подобных "шлюзов" необходимости не появилось. Следующие британские линкоры "Rodney" и "Nelson" имели "шлюзы" другой конструкции.
В 1919 году флоту были предложены новые конструкции для защиты от взрывов специальные клапаны и взрывная шахта. Они должны были препятствовать внезапному повышению давления в погребах (при взрыве). Однако Адмиралтейство отвергло эти конструкции, так как они не обеспечивали защиту от форса пламени.
В том же году на "Prince of Wales" было испытано газоотводящее качество запирающихся люков для "шлюзов" погребов противоминной артиллерии линкоров. Такие же устройства предполагалось установить на крейсерах для погребов главной артиллерии.
В 1922 году была предложена новая разработка запирающихся "шлюзов" с перпендикулярно поворачивающимися двойными камерами. Такое устройство, в противоположность предшествующим разработкам, давало экономию места.
Наряду с конструктивными мероприятиями по избежанию распространения порохового пожара были предприняты меры сделать сами рабочие заряды безопаснее и устойчивее к воспламенению. Уже после Ютланда на HMS "Excellent" были проведены исследования степени уязвимости рабочих зарядов и их воспламеняемости при пороховых пожарах и взрывах снарядов, причем было определено, что самым опасным местом был запал, который находился на конце рабочего заряда для воспламенения пороха. В связи с этим запал был дополнительно защищен отрывным диском. Проведенные испытания показали, что в определенных случаях этот диск создает ожидаемую защиту. Однако необходимость перед подачей в ствол снимать с полузарядов диски приводила к промедлениям и ошибкам при заряжании. Идеального решения в данном случае найдено не было.
Также были проведены опыты по определению воздействия взрыва на открытые рабочие заряды. При этом выяснилось, что порох заряда воспламеняется не осколками, а самим взрывающимся снарядом, и именно в тот момент, когда куски взрывчатки пробивают шелковый картуз. С 1916 года предлагались различные варианты, касающиеся защиты открытых рабочих зарядов. Они вылились в целый ряд различных и усложненных испытаний, которые продолжались довольно долго. Ниже приведены некоторые (впрочем, далеко не исчерпывающие) сведения, дающие представление о проводимых опытах по защите рабочих зарядов от воспламенения, взрывов и пожара.
Матерчатый чехол
В 1917-18 годах в Англии были опробованы различные материалы с целью заменить используемый до этого шелковый картуз для зарядов. Предполагалось заменить шелк материалом с большей устойчивостью к воспламенению. Опыты проводились с асбестовым чехлом, шелком, переплетенным вискозой, шерстяным чехлом и другими видами. Испытывался также материал, применяемый в американском флоте. Но ни один из них не имел тех качеств, которыми обладал шелковый чехол. Так как заменить шелк ничем не удалось был предложен иной способ - применение двойного картуза, то есть рабочий заряд в шелковом картузе вкладывался во второй картуз. Этот метод вначале применялся в войну, однако в дальнейшем от него отказались, так как возникли трудности с поставкой шелка.
После войны, в 1920 году, "Комиссия по морским вооружениям" вновь опробовала двойной картуз. Испытания прошли вполне удовлетворительно, однако такой способ не был рекомендован Комиссией для орудий калибра 152 мм. и ниже, так как это ухудшало баллистические свойства.
Следующие испытания проводились в марте 1926 года на HMS "Excellent". На этот раз они проходили в условиях, схожих с обстановкой в перегрузочном отделении. Выяснилось, что использование двойных картузов не дает никаких преимуществ. Получая ничтожное увеличение защиты от форса пламени, полузаряды сильно замедляли частоту стрельбы, снижали баллистические свойства и к тому же оставляли сильный нагар в стволе орудия.
Проведенные позже опыты с 406-мм.рабочим зарядом в двойном картузе прошли также не совсем удовлетворительно, поэтому от предполагавшегося использования двойных картузов на линкорах "Nelson" и "Rodney" отказались. Одновременно были повторены опыты с применением вместо шелка других материалов, однако никаких новых обнадеживающих результатов получено не было и в дальнейшем на кораблях использовался обычный шелковый картуз.
Металлические гильзы
Рабочий заряд тяжелого орудия в германском флоте состоял из четырех частей. Они находились в отдельных латунных гильзах. Во избежание преждевременного запаливания гильза переднего полузаряда не имела запала. Для подачи полузарядов существовал хорошо отработанный метод: полузаряды непосредственно перед подачей их в орудие вынимались из гильз, кроме переднего полузаряда, который подавался вместе с гильзой. Англичанам была известна причина применения немцами металлических гильз, однако до 1915 года они не знали, что передний полузаряд находился в отдельной гильзе. Это им стало известно только в ходе войны из справочника "Deutschen Waffenhand" ("Руководство по германскому оружию"), переведенного на борту линкора "Iron Duke" в штабе Джеллико. Однако первоначально этим сведениям значения не придали. Только после Ютланда флоту было предложено перейти на хранение полузарядов в тонких металлических цилиндрах, однако воплощено это было не скоро.
Уже после войны, в 1921 году, в связи с обсуждением проблемы устойчивых к форсу пламени рабочих зарядов для 4Об-мм.орудий, оружейная фабрика "Elswick" предложила ввести для рабочих полузарядов тонкие металлические цилиндры. Примерно в это же время стали известны подробности о том, как выглядят рабочие заряды нидерландского 280-мм.орудия, разработанного фирмой Круп-па. Заряды для этого орудия были полностью заключены в цилиндры из тонкой латуни. Однако проведенный в Англии опыт использования дал неудовлетворительный результат и в 1922 году такое решение проблемы было отклонено. Точно также отклонили предложение заключать заряд в гильзу из тонкой латунной фольги внутри шелкового картуза.
Эти неудачи не были неожиданными, так как они были предопределены системой проведения испытаний англичанами, которая значительно отличалась от той, что проводилась с крупповскими орудиями. Так, например, гильзы изготавливались из более толстого чем у немцев материала для передней части заряда, но в то же время более тонкого, чем у остальных частей немецкого заряда. Кроме того, гильзы собирались на пайке, в то время как в Германии они делались механической спрессовкой деталей. Таким образом, английские гильзы получались слишком слабы для обычного употребления, и хотя они защищали порох от форса пламени, но не могли противостоять близкому пороховому пожару.
Стрельбовые испытания из 102~мм.орудия с применением заряда в латунной гильзе дали плохие результаты. Гильза почти полностью оставалась в казенной части орудия, затворная камера и ствол загрязнялись паяльным оловом и кусками гильзы. Опыты с фольгой дали несколько лучшие результаты, однако они не отвечали требованиям и по-прежнему не гарантировали безопасности от порохового пожара.
Запал
В 1920 году в Англии обсуждался вопрос уменьшения числа запалов для зарядов крупных орудий. Вопрос прорабатывался довольно долго, и лишь в 1923 году было решено, что для полного рабочего заряда вполне достаточно двух запалов. Это означало - по одному запалу для орудий калибром выше 152 мм. на каждом конце рабочего заряда. У тяжелых орудий, рабочий заряд которых состоял из нескольких частей, было необходимо расставить эти части в правильной последовательности перед загрузкой их в подъемник.
В октябре 1924 года "Комиссия по вооружениям" предложила использовать для 381-мм.орудий по одному запалу (весом 0,9 кг.) на каждый полузаряд. После ряда испытаний, в мае 1926 года этот метод был распространен на все орудия калибром выше 280 мм. Для того, чтобы устранить вероятность путаницы, колпачки запалов были помечены красным цветом.
Уже говорилось о том, что еще в 1919 году были проведены различные опыты по эффективности двойного шелкового чехла для заряда. Наряду с другими результатами выяснилось, что в этом случае угроза воспламенения взрывателя уменьшается в той же мере, что и самого рабочего заряда (в абсолютной величине - почти вдвое, но на практике эта величина была ничтожна). Поэтому двойные картузы были внедрены только для орудий калибра 203-мм.
После того как защитные чехлы на больших полузарядах были удалены (хотя срезаемые диски остались) были приняты меры, чтобы колпачки запалов не могли быть удалены прежде, чем рабочий заряд крупных орудий будет готов к загрузке в зарядное устройство или даже вплоть до введения его в орудие. В некоторых орудийных системах для защиты запалов применялись съемные колпачки.
Полузаряды без запала
В 1921 году, занимаясь проблемой защиты зарядов от случайного воспламенения, оружейники предложили отделить запал от рабочего заряда. В этом случае запалы укладывались в специальной латунной гильзе, закрепленной на затворе. Первые проведенные опыты с запалом из прессованного пороха (для этого несколько переделали затворную камеру, увеличив ее объем) дали вполне удовлетворительные результаты. В ноябре того же года и в начале следующего опыты были продолжены, но уже с 152-мм.орудием "Mk.XII". Позже, в ходе проведения дальнейших опытов, возникла идея объединить в запальной трубке функции запала и ударника. Первая конструкция такого 25,4-мм.запального капсюля была испытана в 1924 году. Дальнейшие испытания последовали в 1925 и 1926 годах. На основе полученных результатов в июне 1926 года для новых орудий была одобрена запальная трубка и беззапальный рабочий заряд. Но для уже существующих орудий переделка обошлась бы настолько дорого, что об этом не могло быть и речи.
Защита погребов помещениями с водой
В 1918-19 годах были испытаны различные конструкции по окружению погребов и мест хранения рабочих зарядов специальным узким помещением, своеобразным кожухом, заполненным водой. Результат этих испытаний был вполне удовлетворительным, хотя эффективность новых конструкций была признана весьма ограниченной. В 1925 году Адмиралтейство вполне резонно заключило, что затраты на эти опыты ничем не будут окупаться, так как даже в случае удачных результатов величина переделок на кораблях (требовалось расширение помещений, занимаемых погребами) была настолько обширной и дорогостоящей, что о них не стоило и говорить. Затраты можно было незначительно уменьшить, устраивая защитный кожух внутри погреба, но этим уменьшался его полезный объем и соответственно боевой запас. Проще было применить более дешевые и эффективные средства. Работу по данному направлению были вскоре прекращены.
Система орошения погребов
Первые предложения оснастить пороховые погреба оросительным устройством были сделаны еще в 1905 году, однако в то время на них особого внимания не обратили. Лишь после Ютланда вспомнили об этом проекте и уже в 1917 году Адмиралтейство одобрило установку на всех кораблях разбрызгивающих воду форсунок. Эффективность системы настолько не вызывала сомнений, что ее стали применять еще до полного окончания испытаний, проводимых на старом линейном корабле "Vengeance".
В заключение следует констатировать, что принятые меры защиты боевых зарядов от форса пламени, воспламенения и пожаров лишь уменьшили риск опасной для корабля ситуации. Как известно, желание создать идеальную защиту нереализуемо.