Броня и математика.1.
Обсуждение недавнего поста https://alan-a-skaz.livejournal.com/176694.html дошло, как обычно, до самых разных тем - в т.ч. от исходных самолетов до танков. И хотя типичное для некоторых идiотЪовЪ и клоунов заявление, будто "Т-34 - это танк Кристи", не нашло понимания у основной публики - но некоторое количество вредных заблуждений все-таки выплыло на свет даже у вроде бы вменяемых читателей.
1. Начнем с очевидного вроде бы и безусловно верного вроде бы утверждения, что наклон бронелистов, причем как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, резко увеличивает прочность брони (о том, что этот наклон якобы достался Т-34 от Кристи, напишу позже).
Вот небольшой рисунок, не особо претендующий на звание чертежа.
Красные стрелки - почти (!) как обычно изображаемая картинка для демонстрации превосходства наклонной брони (зеленой), у которой снаряд до пробития должен пройти бОльший путь, чем... Стоп. Тут для сравнения показана не вертикальная броня той же толщины, что наклонная, а "приведенная", т.е. дающая ровно тот же путь для горизонтального движения снаряда, что и наклонная (k=l). При бОльшей, очевидно, своей толщине.
Почему бы не использовать ее вместо наклонной?
1.1. Потому что она толще, значит - тяжелее, да? ;-)
Вот тут наблюдаем неожиданный для многих фокус. Приведенная вертикальная броня имеет ровно тот же (!) вес, что и наклонная. Это можно доказать либо через проекцию на верт. плоскость, при которой оба слоя брони имеют в проекции строго одинаковую площадь и толщину, либо через изменение площади брони при ее наклоне.
1.2. Теперь давайте учтем, что и траектория снаряда может быть не идеально горизонтальной, и танк может не стоять строго выверенный по строительному/плотницкому уровню. В бою он вообще-то может под обстрелом двигаться по весьма пересеченной местности, если кто забыл. И если приближение строго горизонтального движения снаряда обычно не так уж далеко от реальности (хотя в жизни всякое бывает!), то строго горизонтальное расположение танка - очевидно фейк.
1.3. И вот тут выясняется забавный нюанс. Любое (!) отклонение танка от строго горизонтального расположения (точнее, отклонение снаряда от строго нормального прихода в приведенную вертикальную броню) увеличивает ее эффективную толщину!
А вот эффективную толщину наклонной брони уменьшить можно. И это более вероятно, чем наоборот - поскольку прилетающие с большой дистанции снаряды неизбежно имеют угол падения, отклоняющийся от горизонтали, а для прилета снаряда "снизу" нужно довольно редкое стечение обстоятельств.
Смотрим на коричневую стрелку (траектория снаряда приближается к нормальной относительно наклонной брони), для которой эффективная толщина наклонной брони приближается к ее реальной толщине, и сравниваем результаты.
Смотрим и оранжевую (желтую) стрелку, это траектория снаряда отклоняется от нормали для наклонной - при этом эффективная толщина обоих участков брони растет, но превосходство наклонной опять же становится не столь очевидно.
1.4. Теперь обратим внимание на фиолетовую стрелку. Это нормализация снаряда. Специально для пробития наклонной брони применяются специальные тупоголовые бронебойные снаряды, или колпачки на обычные остроголовые снаряды. При первом касании брони таким снарядом, в стороне от его центра, возникает вращательный момент, корректирующий движение снаряда в сторону нормали. Это еще задолго до создания танков придумали для морских орудий, "макаровские колпачки", например.
Очевидно, для вертикальной приведенной брони такой снаряд такого эффекта не дает. Скорее наоборот: тупоголовая форма снаряда по очевидным причинам ухудшает его бронепробиваемость.
1.5. Как видим, наклонная броня - совсем не волшебная палочка, а палка об двух концах. Есть у нее и очевидный минус: уменьшение забронированного пространства. И еще один - усложнение технологи изготовления корпуса, по сравнению с примитивным прямоугольным параллелепипедом.
1.6. Плюсы, конечно, все-таки у наклонной брони есть тоже. Иначе бы ее не применяли.
Выигрыш веса у наклонной брони по сравнению с приведенной вертикальной - есть, несмотря на (1.1): убирается участок А-С горизонтальной брони, а он тоже не так уж мало весит.
1.7. А еще, при достаточно больших углах наклона заметно повышается вероятность рикошета. При малых о ней говорить смешно.
1.8. В технологии изготовления бронекорпуса тоже есть значительный бонус: можно одной толщиной бронелиста, при разных углах его наклона, обеспечить разную степень защищенности отдельных участков. Снова смотрим на схему бронирования того же Т-34, где вся вертикальная броня корпуса делается из листов 45-мм.
1.9. Не очевидный для многих, но важный момент: собственная жесткость бронекорпуса сложной формы, сваренного из прямых и наклонных бронеплит, гораздо выше, чем у параллелепипеда, а значит - не нужно так уж много дополнительных конструктивных элементов (уголки, косынки, распорки, каркас) для придания ему жесткости. Немалая экономия веса получается, которую можно опять же перевести в дополнительную толщину брони.
1.10. В некоторых (!) случаях могло иметь значение, что приведенная броня, эквивалентная наклонной, оказывалась слишком толстой, ее было неудобно выпускать и не получалось достаточно качественно крепить сваркой.
1.0. Просто надо понимать, что наклон брони - сам по себе не панацея, тут много факторов имеют значение, и применять этот прием надо с умом, а не со всей дури.
1. Начнем с очевидного вроде бы и безусловно верного вроде бы утверждения, что наклон бронелистов, причем как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, резко увеличивает прочность брони (о том, что этот наклон якобы достался Т-34 от Кристи, напишу позже).
Вот небольшой рисунок, не особо претендующий на звание чертежа.
Красные стрелки - почти (!) как обычно изображаемая картинка для демонстрации превосходства наклонной брони (зеленой), у которой снаряд до пробития должен пройти бОльший путь, чем... Стоп. Тут для сравнения показана не вертикальная броня той же толщины, что наклонная, а "приведенная", т.е. дающая ровно тот же путь для горизонтального движения снаряда, что и наклонная (k=l). При бОльшей, очевидно, своей толщине.
Почему бы не использовать ее вместо наклонной?
1.1. Потому что она толще, значит - тяжелее, да? ;-)
Вот тут наблюдаем неожиданный для многих фокус. Приведенная вертикальная броня имеет ровно тот же (!) вес, что и наклонная. Это можно доказать либо через проекцию на верт. плоскость, при которой оба слоя брони имеют в проекции строго одинаковую площадь и толщину, либо через изменение площади брони при ее наклоне.
1.2. Теперь давайте учтем, что и траектория снаряда может быть не идеально горизонтальной, и танк может не стоять строго выверенный по строительному/плотницкому уровню. В бою он вообще-то может под обстрелом двигаться по весьма пересеченной местности, если кто забыл. И если приближение строго горизонтального движения снаряда обычно не так уж далеко от реальности (хотя в жизни всякое бывает!), то строго горизонтальное расположение танка - очевидно фейк.
1.3. И вот тут выясняется забавный нюанс. Любое (!) отклонение танка от строго горизонтального расположения (точнее, отклонение снаряда от строго нормального прихода в приведенную вертикальную броню) увеличивает ее эффективную толщину!
А вот эффективную толщину наклонной брони уменьшить можно. И это более вероятно, чем наоборот - поскольку прилетающие с большой дистанции снаряды неизбежно имеют угол падения, отклоняющийся от горизонтали, а для прилета снаряда "снизу" нужно довольно редкое стечение обстоятельств.
Смотрим на коричневую стрелку (траектория снаряда приближается к нормальной относительно наклонной брони), для которой эффективная толщина наклонной брони приближается к ее реальной толщине, и сравниваем результаты.
Смотрим и оранжевую (желтую) стрелку, это траектория снаряда отклоняется от нормали для наклонной - при этом эффективная толщина обоих участков брони растет, но превосходство наклонной опять же становится не столь очевидно.
1.4. Теперь обратим внимание на фиолетовую стрелку. Это нормализация снаряда. Специально для пробития наклонной брони применяются специальные тупоголовые бронебойные снаряды, или колпачки на обычные остроголовые снаряды. При первом касании брони таким снарядом, в стороне от его центра, возникает вращательный момент, корректирующий движение снаряда в сторону нормали. Это еще задолго до создания танков придумали для морских орудий, "макаровские колпачки", например.
Очевидно, для вертикальной приведенной брони такой снаряд такого эффекта не дает. Скорее наоборот: тупоголовая форма снаряда по очевидным причинам ухудшает его бронепробиваемость.
1.5. Как видим, наклонная броня - совсем не волшебная палочка, а палка об двух концах. Есть у нее и очевидный минус: уменьшение забронированного пространства. И еще один - усложнение технологи изготовления корпуса, по сравнению с примитивным прямоугольным параллелепипедом.
1.6. Плюсы, конечно, все-таки у наклонной брони есть тоже. Иначе бы ее не применяли.
Выигрыш веса у наклонной брони по сравнению с приведенной вертикальной - есть, несмотря на (1.1): убирается участок А-С горизонтальной брони, а он тоже не так уж мало весит.
1.7. А еще, при достаточно больших углах наклона заметно повышается вероятность рикошета. При малых о ней говорить смешно.
1.8. В технологии изготовления бронекорпуса тоже есть значительный бонус: можно одной толщиной бронелиста, при разных углах его наклона, обеспечить разную степень защищенности отдельных участков. Снова смотрим на схему бронирования того же Т-34, где вся вертикальная броня корпуса делается из листов 45-мм.
1.9. Не очевидный для многих, но важный момент: собственная жесткость бронекорпуса сложной формы, сваренного из прямых и наклонных бронеплит, гораздо выше, чем у параллелепипеда, а значит - не нужно так уж много дополнительных конструктивных элементов (уголки, косынки, распорки, каркас) для придания ему жесткости. Немалая экономия веса получается, которую можно опять же перевести в дополнительную толщину брони.
1.10. В некоторых (!) случаях могло иметь значение, что приведенная броня, эквивалентная наклонной, оказывалась слишком толстой, ее было неудобно выпускать и не получалось достаточно качественно крепить сваркой.
1.0. Просто надо понимать, что наклон брони - сам по себе не панацея, тут много факторов имеют значение, и применять этот прием надо с умом, а не со всей дури.