Физика как она есть
Неисчислимое количество копий было сломано по поводу бронепробиваемости и немало обидных слов было высказано в адрес того или иного артиллерийского орудия из-за его низкого, согласно некоторым мнениям, бронебойного действия. Однако, артиллерийская система состоит из двух равно важных компонентов — собственно артиллерийского орудия и боеприпасов к нему. Как только снаряд покинул ствол орудия, роль последнего в драме «Процесс пробития брони» сыграна полностью и её первый акт закончен. Во втором акте этой драмы действующими лицами будут являться снаряд и состояние атмосферы, а в заключительном третьем — снаряд и бронепреграда. Тем не менее, без орудия самый-самый лучший снаряд — бесполезные в боевом отношении килограммы чёрного и цветных металлов и взрывчатых веществ. Даже для использования его в качестве мины требуются разного рода ухищрения, а боеприпасы в инертном снаряжении негодны даже и для такого применения. Поэтому конструктивное совершенство артиллерийского орудия играет очень важную роль в достижении оконечного результата — нужной бронепробиваемости и зачастую ею же и оценивается. А бронепробиваемость зависит только от взаимного расположения, конструктивных и физико-химических свойств снаряда и бронепреграды, скорости соударения. Ни один из этих факторов к орудию не относится. Если конструкция снаряда неудачна или качество его изготовления невысоки, то сколь бы ни было совершенно орудие, оно не сможет поразить вражескую цель, дурная слава и ему, и его создателям обеспечена. Даже если потом недостатки будут устранены, первое впечатление может надолго (если не навсегда) лечь пятном на репутацию того или иного образца артиллерийского вооружения. А поскольку объективное сравнение возможности бронебойного действия орудий действительно нужно, то необходима некая мера, показатель их такого рода способностей независимо от свойств снарядов и бронепреграды. Его наличие сразу позволит сказать, исчерпаны ли возможности орудия и боеприпасов к нему или нет и что следует совершенствовать в первую очередь. Естественно, что улучшение боеприпасов путём замены их на новые версии для уже существующих орудий на практике является гораздо более предпочтительным, чем замена самих орудий. Однако по вполне понятным причинам теоретические изыскания на этот счёт в широком доступе отсутствуют.
Тем не менее, знания физики на уровне студента-первокурсника будет вполне достаточно, чтобы сделать такой анализ самому. Представим себе позицию для тестируемого артиллерийского орудия на весьма незначительном удалении от бронепреграды, в которую его снаряд попадает со своей дульной скоростью строго под прямым углом. На эту позицию устанавливается тестируемый образец и производит выстрел всеми видами своих калиберных бронебойных боеприпасов для оценки их пробивных качеств. Этот мысленный эксперимент можно даже сделать натурным, но он будет очень дорогостоящим и не даст ответа на вопрос о свойствах орудий — ибо боеприпасы у каждого из тестируемых образцов свои, да и бронепреграду надо будет менять после каждого выстрела, вряд ли её свойства при этом останутся строго неизменными. Но нам это и не нужно, поскольку простые физические соображения позволят привести всё к определённому общему знаменателю.
Итак, начнём — чем с точки зрения физики вызывается пробитие брони? Ответ прост — давлением P со стороны снаряда на участок бронепреграды перед ним. Это давление по определению есть не что иное, как отношение силы F к площади S, на которую она действует. В качестве нулевого приближения можно сказать, что S есть площадь поперечного сечения снаряда, т. е. с незначительной погрешностью 0.25×π×D², где D — калибр орудия и снаряда (на самом деле максимальные диаметры канала ствола и снаряда слегка отличны от величины калибра, но здесь эта разница роли не играет). Сила F распределяется по площади S в процессе пробития неравномерно, но опять же её вполне можно заменить неким средним, полученным путём интегрирования по площади, значением, которое тем ближе к истине, чем тупоголовее в артиллерийском смысле снаряд. С методологической точки зрения такая операция вообще не влияет ни на что. По третьему закону Ньютона снаряд воздействует на бронепреграду с силой, равной по модулю и противоположно направленной силе, с которой бронепреграда воздействует на снаряд. Последняя заставляет снаряд тормозиться и терять скорость. Записав это в виде формулы, получим:
- P = F/S = 4×dp/dt×π-1×D-2
где p = m×V — импульс (количество движения) снаряда, равное произведению его массы и скорости по модулю в некоторый момент времени. Соответственно dp/dt — его первая производная по времени, скорость изменения (в нашем случае убывания). Как уж импульс будет изменяться — зависит от бронепреграды и от снаряда и никоим образом не зависит от орудия. Но его изначальный запас p0, разделённый на площадь поперечного сечения снаряда S (т. н. удельный дульный импульс; импульс, приходящийся на единицу площади поперечного сечения снаряда) напрямую определяет бронебойный потенциал уже именно орудия. Как он и будет ли вообще реализован — совершенно другое дело, а чем бо́льше эта величина у орудия, тем однозначно выше шанс у его снаряда пробить бронепреграду при прочих равных условиях. Что нам, собственно говоря, и нужно. Можно брать справочники и садиться считать, включив в рассмотрение те образцы вооружения, которые могли использовать против бронеобъектов калиберные бронебойные или бетонобойные снаряды.
| Расчёт удельного импульса для различных систем | |||||||
| Орудие или пулемёт | Калибр | Масса снаряда | Начальная скорость | Дульный импульс | Площадь поперечного сечения снаряда (пули) | Удельный дульный импульс | |
| D | m | V0 | p0 | S | p0/S | ||
| мм | кг | м/с | кг×м/с | мм² | кг×м/(с×мм²) | ||
 Союз Советских Социалистических Республик
| |||||||
| ДТ | 7,62 | 0,0096 | 840 | 8 | 46 | 0,17 | |
| ДШК | 12,7 | 0,048 | 850 | 41 | 127 | 0,32 | |
| КПВ | 14,5 | 0,060 | 976 | 59 | 165 | 0,36 | |
| ПТРС, ПТРД | 14,5 | 0,060 | 1020 | 61 | 165 | 0,37 | |
| ТНШ | 20 | 0,096 | 815 | 78 | 314 | 0,25 | |
| 72-К | 25 | 0,29 | 910 | 264 | 491 | 0,54 | |
| 1-К | 37 | 0,66 | 820 | 541 | 1075 | 0,50 | |
| 61-К | 37 | 0,77 | 872 | 671 | 1075 | 0,62 | |
| 53-К, 20-К | 45 | 1,43 | 760 | 1087 | 1590 | 0,68 | |
| М-42 | 45 | 1,43 | 870 | 1244 | 1590 | 0,78 | |
| ЗиС-2 | 57 | 3,19 | 990 | 3158 | 2550 | 1,24 | |
| ЗиС-3, Ф-34, ЗиС-5 | 76 | 6,3 | 662 | 4171 | 4534 | 0,92 | |
| 52-К, Д-5, ЗиС-С-53 | 85 | 9,2 | 800 | 7360 | 5672 | 1,30 | |
| БС-3, Д-10 | 100 | 15,6 | 895 | 13962 | 7850 | 1,78 | |
| А-19, Д-25 | 122 | 25,0 | 790 | 19750 | 11684 | 1,69 | |
| МЛ-20 | 152 | 48,8 | 600 | 29280 | 18137 | 1,61 | |
| Бр-2, БЛ-8, БЛ-10 1 | 152 | 48,8 | 850 | 41480 | 18137 | 2,28 | |
 Великогерманский Рейх
| |||||||
| MG 34 | 7,92 | 0,01426 | 755 | 11 | 49 | 0,22 | |
| PzB 39 | 7,92 | 0,01426 | 1020 | 15 | 49 | 0,3 | |
| MG 131 2 | 13 | 0,0385 | 750 | 29 | 132 | 0,22 | |
| 2-cm-FlaK, 2-cm-KwK | 20 | 0,134 | 900 | 121 | 314 | 0,39 | |
| Pak 35/36, 3.7-cm-KwK | 37 | 0,685 | 760 | 521 | 1075 | 0,48 | |
| 3.7-cm-FlaK | 37 | 0,685 | 840 | 575 | 1075 | 0,53 | |
| 5-cm-KwK L/42 | 50 | 2,06 | 685 | 1411 | 1963 | 0,72 | |
| Pak 38, 5-cm-KwK L/60 | 50 | 2,06 | 823 | 1695 | 1963 | 0,86 | |
| 7,5-cm-KwK L/24 | 75 | 6,8 | 385 | 2618 | 4416 | 0,59 | |
| 7,5-cm-KwK L/43 | 75 | 6,8 | 740 | 5032 | 4416 | 1,14 | |
| Pak 40, 7,5-cm-KwK L/48 | 75 | 6,8 | 792 | 5386 | 4416 | 1,22 | |
| 7,5-cm-KwK L/70 | 75 | 6,8 | 925 | 6290 | 4416 | 1,42 | |
| Flak 36, 8,8-cm-KwK L/56 | 88 | 9,4 | 795 | 7473 | 6079 | 1,23 | |
| Flak 41, Pak 43, 8,8-cm-KwK L/71 | 88 | 9,4 | 980 | 9212 | 6079 | 1,52 | |
| 10.5-cm-le.FH 18 | 105 | 14,25 | 470 | 6698 | 8655 | 0,77 | |
| 10-cm-s.K 18 | 105 | 14,25 | 835 | 11899 | 8655 | 1,37 | |
| 10.5-cm-Flak | 105 | 14,25 | 881 | 12554 | 8655 | 1,45 | |
| 12.8-cm-Flak | 128 | 28,3 | 860 | 24338 | 12861 | 1,89 | |
| Pak 44 | 128 | 28,3 | 930 | 26319 | 12861 | 2,05 | |
| 15-cm-s.FH 18 | 150 | 43,5 | 520 | 22620 | 17663 | 1,28 | |
 Соединённое Королевство Великобритании и Северной Ирландии
| |||||||
| RO QF 2 pounder | 40 | 1,08 | 792 | 855 | 1256 | 0,68 | |
| Bofors 40 mm | 40 | 1,08 | 881 | 951 | 1256 | 0,76 | |
| RO QF 6 pounder L/50 | 57 | 2,86 | 892 | 2551 | 2550 | 1,00 | |
| RO QF 17 pounder | 76 | 7,68 | 884 | 6789 | 4534 | 1,50 | |
| RO QF 25 pounder | 87,6 | 9,0 | 520 | 4680 | 6024 | 0,78 | |
.svg){kind=small} Королевство Италия
| |||||||
| da 20/65 mod. 35 | 20 | 0,134 | 840 | 113 | 314 | 0,36 | |
| da 47/32 mod. 35 | 47 | 1,44 | 630 | 907 | 1734 | 0,52 | |
| da 75/18 mod. 34 | 75 | 6,4 | 425 | 2720 | 4416 | 0,62 | |
| da 75/32 mod. 37 | 75 | 6,3 | 624 | 3931 | 4416 | 0,89 | |
| da 75/46 mod. 34 | 75 | 6,5 | 750 | 4875 | 4416 | 1,10 | |
| da 90/53 mod. 41 | 90 | 10,6 | 830 | 8798 | 6359 | 1,38 | |
 Соединённые Штаты Америки
| |||||||
| 37 mm Gun M3 | 37 | 0.87 | 884 | 769 | 1075 | 0,72 | |
| 57 mm Gun M1 | 57 | 2.85 | 853 | 2431 | 2550 | 0,95 | |
| 75 mm Gun M3 | 75 | 6.3 | 619 | 3900 | 4416 | 0,88 | |
| 3 inch Gun M5, 3 inch Gun M7, 76 mm Gun M1 | 76 | 6.8 | 792 | 5386 | 4534 | 1,19 | |
| 90 mm Gun M2 | 90 | 10.6 | 823 | 8724 | 6359 | 1,37 | |
| 155 mm Gun M1918 | 155 | 45.4 | 735 | 33369 | 18860 | 1,77 | |
| 155 mm Gun M2 «Long Tom» | 155 | 45.4 | 837 | 38000 | 18860 | 2,01 | |
| |||||||
Прежде чем перейти к обсуждению результатов, стоит заметить, что хотя приведённые расчёты и абстрагированы от свойств снаряда и бронепреграды, бронебойный потенциал собственно орудия они раскрывают только частично. Дело в том, что масса m и начальная скорость V0 взяты из таблиц стрельбы штатными боеприпасами, а само орудие может оказаться способным на гораздо большее. В качестве примера можно взять 76-мм дивизионную пушку обр. 1936 г. (Ф-22), которая была способна стрелять с использованием гораздо более мощного метательного заряда, чем штатный. Это было замечено и использовано захватившими определённое количество таких орудий немцами. В результате Вермахт ещё до выхода на поле боя «своей» Pak 40 получил приблизительно равное ей по мощности противотанковое орудие 7,62-cm-Pak 36. Для полного раскрытия бронебойного потенциала орудия желательно знать крешерное давление, калибр и длину ствола орудия. Но расчёт здесь будет более сложен, да и табличные данные крешерного давления найти вовсе не так легко, в отличие от прочих параметров. Тем не менее, рассчитанный в таблице удельный дульный импульс имеет практический смысл - это оценка бронебойных возможностей связки орудия и его штатного артиллерийского выстрела из метательного заряда, который обеспечивает заданную начальную скорость, и калиберного бронебойного (или бетонобойного) снаряда заданной массы. Кроме значения массы никаких условий на конструкцию и устройство этих типов снарядов не накладывается.
А теперь можно обратить более пристальное внимание на сами цифры. И, как видно из таблицы, советские орудия и артиллерийские выстрелы к ним вполне на мировом уровне, а в ряде случаев и превосходят их. В частности, по своему удельному дульному импульсу 85-мм зенитные и танковые пушки даже незначительно превосходят 88-мм немецкие аналоги с длиной ствола 56 калибров. Близкие по классу 88-мм немецкие противотанковые пушки с длиной ствола в 71 калибр уже значительно уступают по этому параметру советским "соткам". А если можно было бы собрать всё сказанное по поводу их сравнительной бронепробиваемости и запечатлеть это на бумаге, то даже Оноре де Бальзак вряд ли бы превзошёл этот труд, как по объёму, так и по бушующему в нём накалу страстей. А причиной всему разница конструкции и качества изготовления немецких и советских бронебойных снарядов. Собственная артиллерийская конструкторская школа составляет законную гордость СССР, то же можно сказать и о химиках, разрабатывавшими пороха для метательных зарядов. Что же касается снарядов — старались изо всех сил, но в иных странах были достигнуты и лучшие (а кое-где и много лучшие) результаты. Впрочем, это вовсе не открытие Америки, достаточно вспомнить, как мучились оружейники с 45-мм калибром после шокирующих результатов обстрела немецкой «трёшки» в 1939—40 гг., какие метаморфозы претерпевал по ходу Великой Отечественной войны 76-мм бронебойный боеприпас, как уже после неё работали над новым 100-мм бронебойным снарядом взамен спешно запущенного в серийное производство БР-412, дальше раскрывая возможности танковых, самоходных и противотанковых "соток".
Также стоит отметить несколько резко выделяющихся на общем фоне орудий — в первую очередь творение сумрачного тевтонского гения Pak 44. Превзойти его по удельному дульному импульсу из серийных орудий Второй Мировой войны не смог ни один образец артиллерийского вооружения всех иных воевавших стран. Единичные и недоведённые 152-мм длинноствольные советские самоходные пушки БЛ-8 и БЛ-10, предназначавшиеся для борьбы со сверхтяжёлой бронетехникой противника, так и не вышли за стадию опытных образцов, а потому ни в коей мере не могут служить «симметричным ответом» серийно выпускавшимся немецким 128-мм орудиям. Близко к Pak 44 подошёл только американский 155-мм «Длинный Том», да и то, будучи классом выше по калибру и не предназначаясь для противотанковых целей. Близкая к «Длинному Тому» по калибру и начальной скорости 152-мм советская пушка Бр-2 и вовсе классифицировалась как орудие особой мощности. А немцы ухитрились разместить ствольную группу 128-мм противотанковой пушки на трофейном лафете от дуплекса А-19/МЛ-20, что ещё раз подчёркивает её превосходство по массе (10 т) над гораздо более тяжёлыми «Длинным Томом» (13,8 т) и Бр-2 (18,2 т). Но и советские конструкторы показали, что не лыком шиты — 57-мм противотанковая пушка обр. 1943 г. (ЗиС-2) вчистую превосходит всех своих соперников в своём классе и по удельному дульному импульсу сравнялась с куда более тяжёлой Pak 40, немного не дотянув до показателей 85-мм или 88-мм L/56 пушек. Интересно, что рассчитанная в 1943 году бронепробиваемость калиберным бронебойным снарядом для Pak 40 по советской методике оказалась даже ниже аналогичного показателя ЗиС-2, что в свете чисто баллистических данных уже не выглядит столь невероятным. Но тут уже, как говорится в известном фильме: «хотите верьте, хотите — нет». Из английских образцов стоит отметить Royal Ordnance Quick Firing 17 pounder Gun — при меньшем калибре оружейники Его Величества создали орудие, способное бросить вызов «великой и ужасной» 88-мм пушке Pak 43, даже без подкалиберного снаряда с отделяющимся поддоном.
