Взрыватель 11ДМ
Как уже говорилось ранее, трубки обр. 1883 года Военного ведомства и обр. 1894 года Морского ведомства предназначались для фугасных снарядов, снаряженных порохом. Взрыватель 11ДМ можно рассматривать как аналог указанных выше трубок, но – для фугасных снарядов, снаряженных пироксилином. Он был, как и трубка обр. 1894 года, донным, ударным и инерционным, но, в отличие от последней, имел двухкапсюльную конструкцию.
Нижняя часть взрывателя 11ДМ имеет схожий принцип действия, но различную конструкцию с трубкой обр. 1894 года. В трубке обр. 1894 года ударник до выстрела удерживался в безопасном положении предохранительной пружиной, а при выстреле разгибатель осуществлял взведение.
Во взрывателе 11ДМ конструкция и того и другого имела отличия, а еще присутствовал дополнительный предохранитель – чека (6), удалявшаяся после доставки взрывателей на позиции (у В. И. Рдултовского написано «в крепость»). Однако же суть механизма нижней части взрывателя оставалась той же самой – после выстрела осуществлялось взведение: ударник высвобождался, но удерживался силой инерции в донной части трубки. При ударе о преграду снаряд замедлялся, а ударник, увлекаемый силой инерции, действовавшей теперь в противоположную сторону (в направлении полета снаряда) устремлялся вперед.
Но вот дальше начинались различия. В трубке обр. 1894 года ударник бил в капсюль-детонатор, который, взрываясь, передавал энергию взрыва пороховой начинке снаряда. Во взрывателе 11ДМ огневая цепь была сложнее. Ударник бил не в капсюль-детонатор, а в капсюль-воспламенитель (10), его задачей было поджечь черный порох, заряд которого был впрессован во втулку (11).
Порох, сгорая, приводил в движение боек (12), который, ударяя в капсюль-детонатор (15), вызывал его, простите за тавтологию, детонацию. Капсюль-детонатор (15) в свою очередь, обеспечивал подрыв промежуточного заряда (2), состоявшего из 55,5 г пикриновой кислоты. И вот эта-то пикриновая кислота сама представляла собой детонатор достаточной силы, чтобы заставить взорваться пироксилин в снаряде.
Зачем были нужны все эти сложности?
Для подрыва снаряда, снаряженного черным или бездымным порохом, достаточно было поджечь этот порох. Но для подрыва снаряда, снаряженного пироксилином, требовался довольно сильный промежуточный взрыв, которого детонатор трубки обр. 1894 года Морского ведомства не обеспечивал.
В итоге огневую цепь «ударник – капсюль – порох снаряда» трубок обр. 1883/1894 г. пришлось усложнять до «ударник – капсюль – порох, разгоняющий второй ударник (боек) – капсюль – промежуточный заряд – пироксилин снаряда» во взрывателе 11ДМ.
Поскольку огневая цепь взрывателя 11ДМ относительно трубки обр. 1894 года удлинилась, то и время, в течение которого обеспечивался подрыв снаряда после касания преграды, увеличилось тоже. Но – не слишком существенно, фактически только на время сгорания пороха во втулке (11) и движения бойка (12), который преодолевал расстояние до детонатора уже не за счет силы инерции, а за счет расширяющихся пороховых газов, то есть намного быстрее.
Если бы порох и боек обладали баллистикой патрона автомата Калашникова, то время их работы составило бы что-то около одной десятитысячной доли секунды. Поскольку применялся черных порох, да и конструкция втулки ничем не напоминает ствол, то время их «работы» было, конечно, больше. Но даже десятикратно превосходящее время дает всего 0,001 с, за которые 12-дм снаряд, имеющий среднюю скорость преодоления 178-мм бронеплиты порядка 388 м/с на дистанции 30 кабельтов, пройдет всего только что-то около 39 см.
Поэтому следует предполагать, что при прочих равных условиях существенной разницы между касанием снаряда о преграду и его разрывом у трубки обр. 1894 года и взрывателя 11ДМ не имелось. И совершенно неудивительно, что В. И. Рдултовский в его «Историческом очерке развития трубок и взрывателей от начала их применения до конца мировой войны 1914–1918 гг.». указал время работы взрывателя 0,005 с, что являлось стандартом для обычного, не имеющего специального замедления ударного инерционного взрывателя.
Отмечу особо, что 11ДМ являлся взрывателем Военного ведомства, и ни в одном из доступных мне источников нет упоминаний, что взрыватель 11ДМ в годы Русско-японской войны или ранее применялся флотом. В. И. Рдултовский указывает: «Взрыватель 11 ДМ был принят к 6- и 10-дюйм. снарядам, снаряженным влажным пироксилином и взятым от Морского ведомства уже после объявления японской войны» – то есть речь идет о береговой артиллерии.
Российский императорский флот в период 1900–1905 гг. использовал для фугасных и бронебойных снарядов либо трубку обр. 1894 года, либо же двухкапсюльный взрыватель конструкции А. Ф. Бринка, о котором пойдет речь ниже.
Двухкапсюльный взрыватель генерал-лейтенанта Бринка образца 1896 года
В предыдущей статье я именовал эту трубку «Ударная трубка двойного действия конструкции капитана А. Ф. Бринка». Это один из исторических вариантов именования данной трубки, и употреблять его вполне правомерно. К сожалению, данное название вызвало путаницу среди незнакомых с темой читателей.
Дело в том, что, как я уже писал ранее, взрыватели морской артиллерии той эпохи делились на ударные, дистанционные и трубки двойного действия. Последние представляли собой вариант дистанционной трубки, которая обеспечивала не только подрыв снаряда по прошествии определенного времени с момента вылета снаряда из ствола, но и при попадании в препятствие, если таковое случилось раньше положенного времени дистанционного подрыва.
Увы, кое-кто воспринял словосочетание «двойного действия» в выражении «Ударная трубка двойного действия конструкции капитана А. Ф. Бринка» как указание на то, что данная трубка относилась к трубкам двойного действия. Конечно же, такое предположение ошибочно. Но, дабы не создавать путаницы, я буду в дальнейшем именовать данную трубку другим официальным ее названием: «Двухкапсюльный взрыватель генерал-лейтенанта Бринка образца 1896 года» или упрощенно: «Трубка Бринка».
Уже из названия, очевидно, следует, что трубка Бринка была двухкапсюльной, как и взрыватель 11ДМ. Принцип их действия также был чрезвычайно схожим, хотя конструкция слегка различалась. В сущности, «первая ступень» взрывателя Бринка почти полностью копировала трубку обр. 1894 года.
Рисунки даны не в масштабе – он, к сожалению, неизвестен.
После выстрела разгибатель (5) воздействовал на предохранительную пружину (4), высвобождая тем самым «нижний» ударник (3). Боек «нижнего» ударника (6) ударял по капсюлю, воспламенявшему пороховую петарду (11), та придавала ускорение «верхнему» ударнику (10).
До выстрела «верхний» ударник (10) удерживался от случайного срабатывания гильзочкой с разрезанными краями (12), но под влиянием пороховых газов края эти, конечно, легко разгибались. Соответственно, «верхний» ударник (10), разгоняемый пороховыми газами петарды, ударял по капсюлю-детонатору (14), состоявшему из гремучей ртути. Энергия взрыва капсюля была достаточной для подрыва двух шашек (15 и 16) сухого пироксилина, от разрыва которых детонировал пироксилин, которым снаряжался снаряд.
Иными словами, и огневые цепи у взрывателя 11ДМ, и у трубки Бринка были до крайности схожи и включали в себя «ударник – капсюль – порох, разгоняющий второй ударник (боек) – капсюль – промежуточный заряд – пироксилин снаряда».
Тем не менее взрыватель 11ДМ обеспечивал в среднем замедление в размере 0,005 с, в то время как трубка Бринка – на порядок больше. В статье «Испытания морских крупнокалиберных снарядов и опытные стрельбы по броневому отсеку кораблей типа «Андрей Первозванный» я рассказывал о стрельбах, произведенных снарядами с пироксилиновой начинкой. К примеру, один из этих снарядов калибром 12-дм пробил 203-мм бронеплиту Круппа и взорвался во время прохождения расположенной за ним переборки – то есть примерно в 2,5 метра за плитой.
С учетом того, что данный снаряд имел скорость на броне 462 м/с, и при ориентировочной стойкости бронеплиты «К» = 2 200 получаем скорость снаряда после преодоления плиты 62,7 м/с. Соответственно, с учетом времени на прохождение бронеплиты, можно говорить о том, что трубка Бринка в данном случае обеспечила замедление примерно в 0,04 секунды, то есть почти на порядок большее, чем стандартное время действия взрывателя 11ДМ. Подобное замедление (0,05–0,07 с) вполне характерно для бронебойных снарядов первой половины ХХ века: так, профессор Л. Г. Гончаров в своей классификации взрывателей выделяет их в группу «Среднее замедление».
Итак, мы видим, что принцип действия 11ДМ и трубки Бринка чрезвычайно схож, если не сказать одинаков, но время действия взрывателя тем не менее различается на порядок.
Почему такое могло произойти?
«Тугой» капсюль
Из схем, приведенных выше, отлично видно, что жала бойков ударников трубки обр. 1894 года и взрывателя 11ДМ были острыми, в то время как у трубки Бринка жало плоское. У трубки обр. 1894 года жало ударяло прямо в детонатор, вызывая его немедленную инициацию. У взрывателя 11ДМ жало ударяло в высокочувствительный капсюль, который после такого удара также немедленно воспламенялся, поджигая порох. Но в трубке Бринка не острое, но плоское жало ударяло в обычный, винтовочный капсюль (9), что давало первое существенное отличие трубки Бринка от вышеупомянутых трубок.
Если высокочувствительному капсюлю взрывателя 11ДМ для воспламенения достаточно было силы воздействия 1 600 г/см, то для винтовочного капсюля трубки Бринка требовалось усилие в 13 000 г/см (по В. И. Рдултовскому). При этом такое более чем восьмикратно превосходящее усилие в трубке Бринка должно было быть достигнуто не острым, но плоским жалом бойка.
Попытка расчета замедления, аналогичная той, которая была предпринята мною в предыдущей статье, без чертежа трубки Бринка и знания массы ударника вряд ли имеет смысл – слишком уж много допущений придется делать. Но можно смело утверждать, что для воспламенения капсюля требовалось значительно более мощное воздействие, нежели в трубке обр. 1894 года и взрывателе 11ДМ. Это приводило к тому, что при столкновении с относительно слабой преградой, но такой, о которую трубка обр. 1894 года сработала бы, в трубке Бринка воспламенения капсюля (9) не произошло.
Отсюда напрашивается следующая гипотеза.
Очевидно, что снаряд, попадая во вражеский корабль, далеко не во всех случаях сразу попадает в броню. Он может пробить сначала сравнительно тонкую обшивку борта, и лишь затем попасть в барбет, броневое прикрытие дымоходов или в скос карапасной палубы. В таком случае, наверное, было бы неплохо, чтобы взрыватель бронебойного снаряда сработал не в момент пробития тонкой обшивки борта, а при попадании в бронеплиту, дабы исключить преждевременный разрыв.
Гипотеза эта логична, но, быть может, все-таки неверна. Проблема заключается в том, что я не располагаю данными, которые могли бы доказать неспособность воспламенения первого капсюля трубки Бринка при ударе о тонкую преграду.
Случаи, когда русские снаряды пробивали рангоут или трубы японских броненосцев, не разрываясь, конечно, были, но снаряд с замедлением 0,05 с и не должен был взрываться при подобном контакте – он должен был взрываться по истечении тех самых 0,05 с после контакта. Скажем 10-дм снаряд эскадренного броненосца «Победа», оснащенный взрывателем с замедлением 0,05 с, на дистанции 40 кабельтов должен был дать разрыв в 20 м за тонкой преградой. С учетом «конусовидной» зоны поражения осколками, подобный взрыв не нанес бы японскому кораблю повреждений, а значит – вряд ли удостоился бы упоминания в рапорте, а то и вовсе остался бы незамеченным.
Другие случаи, когда, к примеру, 6-дм снаряд пробивал японцев «на оба борта» и улетал, не разорвавшись, были не столь часты и могут быть списаны на дефекты взрывателей. И даже знаменитые испытания, осуществленные контр-адмиралом Иессеном в июле 1905 года (стрельбы крейсера «Россия»), не дают прямого ответа на этот вопрос. Может быть, трубки Бринка срабатывали о металлический хлам, использовавшийся в качестве цели, а может быть – при ударе о землю.
В силу вышесказанного, я не могу исключать того, что применение «винтовочного» капсюля и тупого бойка было введено лишь с целью исключения детонации снаряда при хранении на корабле. Но вот то, что «тугой» капсюль трубки Бринка не обеспечивал и не мог обеспечить замедления, хоть на сколько-то большего, чем капсюль трубки обр. 1894 года – вполне очевидно.
Для начала обратим внимание, что масса ударника и расстояние от жала бойка до капсюля у трубки обр. 1894 года и трубки Бринка весьма схожи. В обеих трубках капсюль воспламеняется под воздействием ударника, который в момент удара о капсюль обладает определенной силой инерции. На эту силу влияют масса ударника и разница скоростей до и после преодоления препятствия, в которое попал снаряд. Очевидно также, что сила инерции ударника нарастает лишь до тех пор, пока снаряд не преодолеет препятствие.
Следовательно:
1. Если стойкость препятствия окажется достаточной для того, чтобы ударник трубки Бринка набрал достаточно силы инерции для воспламенения первого капсюля, то воспламенение произойдет в то же самое время, в которое случилась бы детонация капсюля у трубки обр. 1894 года.
2. Если в момент контакта ударника с первым капсюлем ударник трубки Бринка еще не набрал достаточной силы инерции, но снаряд продолжает замедляться, то ударник будет набирать эту силу, пока снаряд не пройдет за препятствие. Соответственно, первый капсюль трубки Бринка либо воспламенится в процессе прохождения препятствия, либо не воспламенится вообще.
Другими словами, если два одинаковых снаряда, один из которых оснащен взрывателем Бринка, а другой – взрывателем обр. 1894 года, угодят в толстую бронеплиту, то первый капсюль трубки Бринка воспламенится почти одновременно с детонацией трубки обр. 1894 года в ходе прохождения плиты.
Если плита достаточно толстая для обеспечения срабатывания трубки Бринка, но недостаточно для того, чтобы ударник «долетел» до капсюля в момент прохождения плиты, то детонация капсюля трубки обр. 1894 года и воспламенение первого капсюля трубки Бринка произойдут на равном удалении за плитой.
И только если стойкость препятствия будет недостаточной для воспламенения капсюля трубки Бринка, но достаточной для трубки обр. 1894 года, то снаряд с трубкой Бринка улетит, не разорвавшись, а снаряд с трубкой обр. 1894 года даст свой обычный разрыв за препятствием.
Следовательно, винтовочный капсюль и тупой боек не участвуют и не обеспечивают замедление трубки Бринка.
Пороховая петарда
По всей видимости, ключевым отличием трубки Бринка от взрывателя 11ДМ, обеспечивающим замедление, стал порох в промежуточном детонаторе, который В. И. Рдултовский для трубки Бринка именует «пороховой петардой».
Пороховой заряд во взрывателе 11ДМ, состоявший из зерен пороха, работал, в сущности, так же, как и порох в обычном патроне. При воспламенении от капсюля тепловой импульс очень быстро распространялся по всему пороховому заряду в гильзе, отдельные зерна горели сразу по всей площади, давление под воздействием выделяющихся газов нарастало лавинообразно, ускоряя процесс сгорания. Роль пули в патроне играл боек (12).
В то же время петарда могла делаться из прессованного пороха, представляя собой, по сути, пороховую шашку. В этом случае она горела бы значительно медленнее, чем зерновой порох той же массы, так как пламя не охватывало бы поверхность пороховых зерен по всей длине петарды, горел бы лишь ее край, обращенный к капсюлю. Также мог быть использован медленногорящий сорт пороха или же быстрогорящий, но подвергнутый процедуре флегматизации – то есть пропитанный составом, снижающим скорость его горения. Следует предполагать, что все это, вместе либо порознь, и обеспечивало трубке Бринка время ее действия 0,04–0,05 с, достаточное для того, чтобы снаряд взорвался уже за бронеплитой, а не в процессе ее преодоления.
Гипотеза о том, что во взрывателях использовался разный по своему действию порох, подтверждается конструкцией взрывателя 5ДМ, который также приведен у В. И. Рдултовского. Данный взрыватель почти во всем идентичен 11ДМ, за исключением наличия у 5ДМ порохового замедлителя (12).
При этом, как указывает В. И. Рдултовский, время работы 11ДМ составляет 0,005 с, а 5ДМ – в целом 0,25–0,5 с. Очевидно также, что пороховой замедлитель по своим размерам никак не мог бы обеспечить подобного замедления, если бы изготавливался из того же пороха, что применялся во взрывателе 11ДМ.
Капсюли-воспламенители у взрывателей 11ДМ и 5ДМ идентичны, соответственно тепловой импульс (300 м/с) достигнет пороха у 11ДМ и порохового замедлителя у 5ДМ практически одновременно. И если бы в пороховом замедлителе применялся тот же самый порох, то небольшая «прокладка» в виде порохового замедлителя никак не могла обеспечить замедление работы взрывателя с 0,005 с до 0,25–0,5 с.
Следовательно, как минимум пороховой замедлитель имел порох, отличный от того, что применялся во взрывателе 11ДМ, и обеспечивающий большее замедление. А раз так, то никто не мог помешать Морскому ведомству укомплектовать двухкапсюльные взрыватели пороховой петардой, замедляющей действие взрывателя относительно пороха, использовавшегося в 11ДМ.
О критике трубки Бринка
В качестве претензий двухкапсюльному взрывателю генерал-лейтенанта Бринка образца 1896 года обычно упоминаются:
1. Использование трубок Бринка в фугасных снарядах.
2. Техническое несовершенство взрывателей.
Очевидно, что использование двухкапсюльных взрывателей с замедлением в 0,04–0,05 с для фугасных снарядов превращало такие снаряды в плохие бронебойные, поскольку, в отличие от настоящих бронебойных боеприпасов, их корпуса не обладали достаточной прочностью для стабильного пробивания брони, хотя бы и меньшей толщины, нежели бронебойные. Это не делало, конечно, такие снаряды совсем бесполезными: в описании повреждений японских кораблей мы нередко встречаем случаи, когда снаряды, оснащенные трубкой Бринка, все же взрывались внутри японских броненосцев и броненосных крейсеров, нанося последним некоторый ущерб. Но не менее очевидно и то, что нельзя ставить в упрек взрывателю его использование не по назначению.
Иное дело – перечень технических недостатков двухкапсюльных взрывателей генерал-лейтенанта Бринка, которые дает В. И. Рдултовский, а именно:
1. Плохое действие взрывателя при столкновении со слабой преградой или при попадании в воду.
2. Слишком мягкий боек (10) – данная часть взрывателя производилась из алюминия, первоначально содержащего примести, и от этого более твердого, нежели чистый алюминий. Впоследствии же, когда научились делать алюминий без примесей, он оказался слишком мягок и иногда не обеспечивал воспламенения капсюля при ударе.
3. Дословно: «При ударе в более толстые плиты передняя часть взрывателя вследствие малой прочности соединения с корпусом могла обрываться. Это создавало необеспеченное действие взрывателя».
Первый недостаток не может считаться таковым, если использование «тугого» капсюля было осознанным решением, позволявшим игнорировать легкие препятствия и обеспечивать срабатывание трубки лишь при встрече с броней корабля. В этом случае нужно констатировать, что ошибочным было решение, а не конструкция. Если же винтовочный взрыватель и тупой боек использовались исключительно для профилактики детонации снаряда при хранении, то да, это был, конечно, недостаток.
Остальное… И мягкий боек, и обрыв корпуса вели к тому, что взрыватель не сработал бы. В то же время имеющиеся у меня данные весьма хорошо говорят о работе взрывателей Бринка.
Во всех трех случаях состоявшейся в 1904 году стрельбы снарядами с пироксилиновой начинкой в 203-мм бронеплиту набора броненосца типа «Андрей Первозванный» трубки Бринка, очевидно, испытывали чрезвычайно сильный удар, однако же сработали без изъяна. В ходе опытов, проведенных 13 июня 1905 года, контр-адмиралом Иессеном было выпущено 7 снарядов с трубками Бринка, и лишь один из них не дал разрыва, отрикошетив от земли. Вполне очевидно, что в этих стрельбах использовались те же взрыватели, что и в Русско-японской войне, и такие результаты вовсе не свидетельствуют о плохом качестве двухкапсюльных трубок Бринка.
В. И. Рдултовский считал, что допустимый процент отказов взрывателей не должен превышать 5 %, и, вероятно, указанные им технические несовершенства привели к тому, что у трубок Бринка этот показатель был несколько выше. Но, очевидно, не до такой степени, чтобы сделать наши бронебойные снаряды бесполезными.
Выводы
В ходе работы над циклом статей, посвященным броне и снарядам Русско-японской войны, я пришел к выводу, что Российский императорский флот располагал первоклассными 12-дм бронебойными снарядами и взрывателями к ним. Но, к сожаленью – в силу возможностей артиллерии тех лет, они могли стать решающей силой лишь на относительно небольших дистанциях артиллерийского боя, 15–20 кабельтов максимум. А для того, чтобы сойтись на такие дистанции, требовалось либо согласие и готовность противника воевать именно на них, либо же эскадренная скорость, превосходящая таковую у неприятеля и позволяющая ему эти дистанции навязывать.
Увы, Русский флот не располагал ни тем, ни другим. Японцы, используя снаряды, чьи разрывы были очень хорошо заметны и позволяли эффективно корректировать огонь, делали ставку на увеличение дистанции огневого боя до 30 кабельтов и более, сходясь на меньшие расстояния лишь случайно и кратковременно, либо когда огонь наших кораблей был ими уже подавлен. На больших дистанциях мы вынуждены были отвечать им своими фугасными снарядами, каковые оказались много слабее японских – но это уже тема отдельного цикла статей, до которого я когда-нибудь всенепременно доберусь.
Бронебойные снаряды Российского императорского флота не сыграли заметной роли в Русско-японской войне не потому, что были плохи, а потому что наш флот оказался неспособен обеспечить нужные условия для их эффективного применения, то есть схождение на короткие дистанции.
В заключение представляю уважаемому читателю таблицу расстояний прохождения снаряда за плитой до взрыва для взрывателя со стандартным замедлением в 0,04 с по броне Круппа различной толщины.
Нужно понимать, разумеется, при попадании в корабль указанные расстояния будут существенно меньше, ведь после преодоления того же бронепояса снаряд может попасть в скос броневой палубы или угольную яму с углем, а даже если и нет – то встретит стальные переборки на своем пути, и все эти преграды будут замедлять его движение.
И, конечно же, никогда нельзя забывать о том, что взрыватели тех лет имели очень большие допуски по времени своей работы, так что трубка Бринка, так же как и трубка Барановского, могла дать как преждевременный разрыв, так и подрыв снаряда с большим запозданием от положенного ему времени.
Нет Комментариев