Корабна броня

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Jump to navigation Jump to search

Корабна броня – защитен слой с достатъчно голяма здравина, който е предназначен за защита на частите на кораба от средствата за поражение на противника.

История на възникване[редактиране | редактиране на кода]

Дори Квинкверемата на древноримския флот е била защитена от броня. След това е използвана за защита на корейските кораби-костенурки (кобуксон), но с развитието на артилерията тяхната защита станала практически безполезна. До началото на XIX век в корабостроенето се поддържа определен баланс между средствата за защита и нападение. Ветроходите са въоръжени с гладкостволни дулнозарядни оръдия, стрелящи с кръгли гюлета. Бордовете на кораба са били облицовани с дебел слой дърво, което е нелоша защита срещу тях.

Съществува мнение, че първи предлага да се използват металически щитове за защита на корпуса на корабите британският изобретател сър Уилям Конгрийв, след негова статия в лондонският „Таймс“ от 20 февруари 1805 година. Обаче още в 1782 година при обсадата на Гибралтар испанците обшиват покривите и бордовете на плаващите батареи с преплетени железни пръти за защита[1], а первият кораб, който в 1761 година получава медна обшивка е фрегатата HMS Alarm на Кралския военноморски флот на Великобритания. Аналогично предложение имало в САЩ в 1812 година от Джон Стевено от Хоубоукън (Ню Джърси). В 1814 г. за необходимостта да се бронират корабите говори и французинът Анри Жозеф Пексан. Тези публикации обаче не предизвикват интерес[2].

Първите кораби от желязо[3] са построените за британския флот през 1845 години пароходофрегати HMS Birkenhead (1845) и HMS Trident (1845), които са приети от моряците достатъчно хладно. Тяхната желязна обвивка ги защитавала по-лошо от дървена с еднаква дебелина[4].

Измененията настъпили след развитието на артилерията и металургията.

Още в 1819 година генерал Пексан изобретява осколочната граната, която разбива създаденият до момента баланс на защитата и снаряда, защото дървените ветроходни кораби са обречени на разрушение и пожар от действието на новото оръжие. Наистина независимо от убедителната демонстрация, която е направена през 1824 година при учебни стрелби по стария двупалубен линеен кораб „Pacificator“, които показват силата на новите боеприпаси внедряването им върви много бавно. Но след успеха, който те носят в боя при Синоп (1853 г.) отпадат съмненията дори и на най-големите критици[5][6].

в същото време се развиват и идеите за строителство на бронирани кораби. В САЩ Джон Стевънс с неговите синове със собствени средства провежда редица експерименти, които имат за цел да установят законите по които гюлетата разрушават железните плочи и да определят минималната дебелина на плочите, които да защитават от всички известни дотогава оръдия. През 1842 един от синовете му – Робърт, представя резултатите от опитите пред комитет на Конгреса и проект за плаваща батарея. Експериментите предизвикват голям интерес в Америка и Европа[2][5].

В 1845 година френският корабостроител Дюпюи де Лом по правителствена поръчка разработва проект за бронирана фрегата. В 1854 година е заложена плаващата батарея на Стевънс. Няколко месеца по-късно четири такива са заложени и във Франция, а след още няколко месеца – три в Англия[2]. В 1856 три от френските батареи – „Devastation“, „Lave“ и „Tonnate“, неуязвими за противниковия огън, са успешно използвани в сражение при Кинбурн (1855) по време на Кримската война. Този успех подтиква водещите държави в света – Англия и Франция към строителство на броненосни мореходни кораби[4].

Желязна броня[редактиране | редактиране на кода]

Напречен разрез на бронята на броненосеца „Warrior“. Лист желязна броня, чрез болтове е закрепена към дървена подложка от тиково дърво
13 дюймова желязна броня в Кралския артилерийски музей, Лондон

Взаимодействието между бронята и снаряда е достатъчно сложен процес. Това налага доста противоречиви изисквания спрямо направата на броня. От една страна материалът за нея следва да е достатъчно твърд. От друга страна – пластичен, за да не се чупи при попадението на снаряда и да поглъща енергията на неговите осколки или да създава такива. Болшинството твърди материали са много крехки и не стават за направата на броня. Другите изисквания са материалът да е достатъчно разпространен, евтин и относително прост за производство и обработка, поради големите количества, които биха били необходими за защитата за цял кораб[2].

Единствените подходящи материали тогава били кованото желязо и чугунът. Практическите тестове показали, че макар достатъчно твърд, чугунът е същевременно много крехък. Затова избрали кованото желязо[2].

Първите бронирани кораби били защитени от многослойна броня – на дебели 900 мм дървени греди закрепвали железни плочи с дебелина от 100 – 130 мм (4 – 5 дюйма). Множеството експерименти в Европа показали, че такава многослойна защита (преизчислена съобразно теглото ѝ) е по-слаба от цели железни плочи. Въпреки това през гражданската война в САЩ повечето американски кораби имали основно многослойна защита, което може да се оправдае с ограничените технологични възможности за производство на дебели железни плочи[2].

Първите мореходни броненосни кораби са френският линеен кораб „Gloire“ с водоизместимост 5 600 т и английската фрегата „Warrior“ с водоизместимост 9 000 т[4]. „Warrior“ бил защитен с броня от 114 мм. 206,2 мм оръдие, популярно тогава, изстрелвало гюле с тегло 30 кг със скорост 482 м/с и пробивало такава броня на дистанция до 183 метра[6].

Броня „Kомпаунд“[редактиране | редактиране на кода]

Един от способите да се направи броня с твърда повърхност и пластична подложка е изобретяването на бронята тип компаунд. Разбрали, че твърдостта и пластичността на метала зависи от въглеродното му съдържание. Колкото повече е той, толкова по-твърда и същевременно по-крехка е стоманата. Бронята тип компаунд се състои от два слоя материал. Външният слой е от по-твърда стомана със съдържание на въглерод 0,5 – 0,6 %, а долният – от по-пластично ковано желязо с ниско съдържание на въглерод[2].

Първи способ за изготвянето ѝ измисля Уилсън Кеммъл (на английски: Wilson Cammel). Върху нагорещената плоча от ковано желязо се излива стомана, направо от пещта. Друг вариант предлага Елис-Браун (на английски: Ellis-Brown). По неговия способ стоманената и железните плочи се запояват една към друга с бесемерова стомана. И в двата процеса плочите допълнително се валцоват[2]. В зависимост от типа снаряд ефективността на компаундната броня била различна. Срещу най-разпространените железни снаряди 254 мм (10 дюйма) компаундна броня била еквивалент на 381 – 406 мм (15 – 16 дюйма) желязна броня. Но против появилите се в това време бронебойни снаряди от твърда стомана компаундната броня била само с 25% по-здрава от кованото желязо – 254 мм (10 дюйма) компаунд била приблизително равна на 318 мм (12,5 дюйма) желязо[2][7].

Стоманена броня[редактиране | редактиране на кода]

Приблизително по същото време с бронята компаунд, се появява и стоманената броня. През 1876 година италианският флот провежда конкурс за избор на броня, която да се използва в броненосците им „Дандоло“ и „Дуилио“. Конкурса в Специя печели фирмата „Шнайдер и Ко.“, която предложила плочи от „мека“ стомана. Въглеродното съдържание в нея е около 0,45%. Процесът на производство е пазен в тайна, но се знае, че плочите се получават от заготовки с двуметрова височина, чрез изковаване до необходимата дебелина. За получаване на метала се използват Сименс-Мартенови пещи. Плочите давали добра защита, но са сложни за обработване[2][7].

Следващите десет години преминават в борба между стоманената и компаунд бронята. Въглеродното съдържание в стоманената броня обикновено било около 0,1% по-малко, отколкото в компаунд бронята – 0,4 – 0,5% срещу 0,5 – 0,6%. При това те били съпоставими като ефективност – изчислили, че стоманена броня с дебелина 254 мм (10 дюйма) е еквивалентна на 318 мм (12,5 дюйма) желязна броня[2][7].

Никелова броня[редактиране | редактиране на кода]

В крайна сметка победила стоманената броня, след като открили никеловото легиране на стоманата. За първи път то е осъществено от „Шнайдер“ през 1889 година. След опити била избрана стомана с 4% никелово съдържание. При ударни натоварвания плочите, направени от нея, показали по-малка склонност към напукване и образуване на осколки. Освен това никелът правел процеса на обработка по-лесен – при закаляване плочите се деформирали по-малко[2].

След коването и нормализацията стоманената плоча се нагрявала над критичната температура[8] и се потапя във вода или масло. След закалката се прави нискотемпературно отпускане[2].

Тези нововъведения позволили да се спечелят допълнителни 5% здравина – 254 мм (10 дюйма) плоча от никелова стомана съответстват на 330 мм (13 дюйма) желязна броня[2][9].

По патент на „Шнайдер“ с производство на никелова броня в САЩ се занимават компаниите Бетлеем Стийл и Карнеги Стийл. Бронята тяхно производство е използвана в строителството на броненосците „Тексас“, „Мейн“ и „Орегон“. Съставът ѝ съдържа 0,2% въглерод, 0,75% манган, 0,025% фосфор и сяра и 3,25% никел[2].

Броня тип Харви[редактиране | редактиране на кода]

През 1890 година американецът Хейуърд А. Харви използва процес на цементация на стоманата, за да получи твърда лицева повърхност при стоманена броня. За да постигне повишена твърдост той насища с въглерод само повърхностният слой на плочата, при което основата остава достатъчно пластична[2].

При неговия процес стоманената плоча е в контакт с дървени въглища или други въглеродосъдържащи материали и се загрява до температура близка с топенето и се оставя в пещта седмица-две. В резултат съдържанието на въглерод на повърхността нараства до 1,0 – 1,1%. Дебелината на слоя е неголяма (при 267 мм (10,5-дюйма) плоча, която той първоначално използвал, слоят е с дебелина 25,4 мм (1 дюйм)[2]).

След това плочата се закалява във вода и масло. При това цементираната повърхност става свръхтвърда. Още по-добри резултати дава използването на патентования през 1887 г. от англичанина Тресидер метод за закаляване чрез подаване към нагрятата плоча на малки водни пръски под голямо налягане. Този способ за бързо охлаждане е по-добър, защото за от нормалното закаляване тук не се получава парна възглавница, която да пречи на топлообмена. Никелова стомана със закалена повърхност, отвърната в масло и закалена по метода на Тресидер се нарича „броня тип Харви“. Тази броня американско производство съдържа около 0,2% въглерод, 0,6% манган и от 3,25 до 3,5% никел[2].

Също така установили, че здравината се повишава от изковаване при ниска температура на листа, при което дебелината на листа се намалява с 10 – 15%. Този способ на „двойно изковаване“ е патентован от фирмата „Карнеги Стийл“[2].

Тя моментално измества останалите типове брони, тъй като била с 15 – 20% по-добра от никеловата стомана – 13 дюйма от нея съответстват на 15,5 дюйма броня от никелова стомана[2][9].

Цементирана броня на Круп[редактиране | редактиране на кода]

През 1894 година фирмата „Круп“ добавила в никеловата стомана хром. Получената броня получила обозначението „мека Круп“ или „Qualitat 420“ и съдържала 0,35 – 0,4% въглерод, 1,75 – 2,0% хром и 3,0 – 3,5% никел. Следва да се отбележи, че подобен състав е използван още през 1889 година от „Шнайдер“[10]. Но Круп не спрял дотук. Той внедрил свой процес на цементиране на стоманата с използване на газообразни въглеводороди (светилен газ – метан), които се надуват под налягане върху нагрятата стоманена плоча. Това също не е негово откритие (има информация за подобни опити в американския завод в Бетлеем през 1898 г. и в заводите на Шнайдер-Крезо)[2]. Уникалността в този тип броня е в способа на закаляване[11].

Особеното е, че при неговото закаляване се стига до критичната температура, когато се променя кристалната решетка и се образува аустенит. При рязко охлаждане се получава мартензит – твърд, здрав, но по-крехък материал от изходната стомана. По метода на Круп едната страна на плочата и страните се намазват с глина или се поставят в мокър пясък. Плочата се поставя в пещ, нагрята над критичната температура. Лицевата страна се нагрява и започва процес на фазово превръщане. Тилната страна в същото време е под критичната температура. Зоната на фазова промяна се премества постепенно от лицето в дълбочина на плочата. Когато това става на 30 – 40% от дебелината на плочата тя се вади от пещта и се подлага на капково охлаждане[2][11]. Резултатът се нарича „низходящо закалена повърхност“ – високата твърдост е до около 20% от дебелината, на следващите 10 – 15% има рязък спад в твърдостта (т.н. „спускане“), а останалата част е незакалена и пластична[10].

При дебелина над 127 мм круповската броня била примерно на 15% процента по-ефективна от типа Харви – 11,9 дюйма круповска броня съответстват на 13 дюйма Харви броня[2]. А 10 дюйма круповска броня са еквивалентни на 24 дюйма желязна броня[9].

За първи път този тип броня е използвана в германските Броненосци тип „Бранденбург“. Два кораба от серията – „Курфюрст Фридрих Вилхелм“ и „Вюрт“ имат пояс от 400 мм компаундна броня. А на двата други – „Бранденбург“ и „Висамбур“ поясът е от круповска броня и дебелината му е само 215 мм без влошаване на защитата[12].

Независимо от сложната технология на производство този тип броня измества всички останали и следващите 25 години се използва предимно круповска цементирана броня в корабостроенето[2].

Литература[редактиране | редактиране на кода]

  • Балакин С. А., Дашьян А. В., Патянин С. В. и др.. Линкоры Второй мировой. ISBN 5-699-13053-3.
  • Эверс Г.. Военное кораблестроение.
  • Steam, Steel and Shellfire: The Steam Warship, 1815 – 1905. ISBN 0851775640.

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Сытин И. Д.. Военная энциклопедия т. 18.
  2. а б в г д е ж з и к л м н о п р с т у ф х ц ч ш ((en))  NAVAL ORDNANCE AND GUNNERY. CHAPTER XII. ARMOR. // Посетен на 2013-01-18.
  3. Тук и нататък под термина желязо се разбират сплави на Fe с малко съдържание на примеси (до 0,8 %), които притежават пластичността и мекотата на чистия метал.
  4. а б в Эверс. Военное кораблестроение, 1935, с. 28
  5. а б Эверс. Военное кораблестроение, 1935, с. 27
  6. а б Steam, Steel and Shellfire, 1992, p. 158
  7. а б в Steam, Steel and Shellfire, 1992, p. 161
  8. Температура, при която се променя типът на кристалната решетка, т.е. настъпва полиморфна промяна.
  9. а б в Steam, Steel and Shellfire, 1992, p. 162
  10. а б Линкоры Второй мировой, 2005, p. 240
  11. а б Эверс. Военное кораблестроение, 1935, с. 219
  12. http://www.wunderwaffe.narod.ru/Magazine/BKM/Brand/04.htm Мужеников В. Б. Броненосцы типа „Бранденбург“. Раздел „Бронирование“.
Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното Лиценз за свободна документация на ГНУ Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата „Корабельная броня“ в Уикипедия на руски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година — от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница. Вижте източниците на оригиналната статия, състоянието ѝ при превода, и списъка на съавторите.