Курчатов
Шрифт:
В сложившейся к концу 1930-х годов практике повышение стойкости брони достигалось главным образом путем увеличения ее толщины и изменения физико-химических свойств. Но в 1940 году Совнарком запретил директорам заводов увеличивать толщину брони выпускаемых танков, так как это снижало их маневренность. Председатель Комитета Обороны при СНК СССР К. Е. Ворошилов в письме от 26 июня 1940 года на имя наркома обороны С. К. Тимошенко подчеркивал, что «увеличение снарядостойкости и прочность корпуса танка» следует осуществлять «за счет улучшения качества брони» [356] .
356
Там же. С. 141.
Советские ученые и металлурги сделали многое в этом направлении, но работа по улучшению качества брони являлась весьма трудоемким и длительным процессом. Одновременно
Приступая к руководству «броневой» лабораторией ЛФТИ, Курчатов с особым вниманием отнесся к подбору научных кадров. Он добился командирования в Казань для участия в работах по броне талантливого ученого Л. И. Русинова — своего бывшего аспиранта и сотрудника по ядерной лаборатории, с которым проработал до войны много лет и открыл (вместе с другими) весной 1935 года явление ядерной изомерии. Он максимально использовал в лаборатории опыт исследовательской работы Л. Я. Суворова и Л. М. Шестопалова. Поскольку сам Курчатов по состоянию здоровья не был допущен на полевые испытания бронетехники, от лаборатории ЛФТИ в них обычно принимали участие его доверенные лица — Русинов и Суворов. Разработкой теоретических вопросов по тематике броневой лаборатории в 1942 году занимался известный физик-теоретик, член-корреспондент АН СССР Я. И. Френкель. Основные результаты развернувшихся исследований изложены в отчетах «О повороте оси снаряда или пули при движении в среде с большим сопротивлением» (имелось в виду движение пули в бензобаке самолета) и «Статистическая теория поворота снаряда (или пули) при прохождении через решетку перпендикулярно его траектории» (здесь речь шла о танковой броне) [357] .
357
Архив ФТИ. Ф. 3. Оп. 5. Д. 262.
По проверенным сотрудниками курчатовской лаборатории теоретическим расчетам решетчатый экран должен был располагаться перед броней танка на расстоянии от 150 до 500 миллиметров, в зависимости от калибра поражающего снаряда. Принцип действия предлагаемой системы сводился к трем основным моментам, происходящим со снарядом при соприкосновении с решетчатым экраном: а) дробление снаряда; б) его поворот относительно оси траектории; в) преждевременный взрыв снаряда. Соответственно были установлены факторы, под воздействием которых снаряд претерпевал указанные изменения.
Дробление снаряда (или броневой пули) происходит вследствие того, что при ударе о решетку они получают боковой удар. Поскольку прочность снаряда (или пули) в направлении, перпендикулярном его оси симметрии, сравнительно мала, то достаточно поставить решетку диаметром 3/4 от диаметра испытуемого калибра с таким же зазором между стержнями, чтобы добиться разрушения большинства пуль и снарядов. При этом материал стержней должен обладать необходимой твердостью и ударной вязкостью, чтобы произошел удар достаточной боковой силы. При уменьшении твердости и ударной вязкости материала стержней, естественно, сила удара ослабевает, а следовательно, уменьшается и степень дробления пуль и снарядов [358] .
358
Там же. Д. 136. Л. 31–67.
Специальные опыты, организованные Курчатовым, показали, что лучшие результаты достигаются при двухрядной решетке, так как в этом случае снаряд (пуля) получает два поперечных импульса встречного направления и действие решетки уподобляется действию ножниц. При соударении с такой решеткой сердечник пули разрушался и на плиту воздействовал лишь пучок осколков, распределенный на большую поверхность. Это не только повышало защитные свойства брони, но и позволило уменьшить ее вес. Опыт показал, что для защиты от пули для немецкого ПТР калибра 7,92 миллиметра броня, экранированная двухрядной решеткой, может иметь вес в 3,5 раза меньший, чем в случае однослойной гомогенной брони [359] .
359
Там
Поворот снаряда происходит в случае, если он достаточно прочен и боковой удар, получаемый снарядом от решетки, не может его разрушить или разрушает лишь частично. Тогда, как следствие слабого бокового удара, наблюдается явление поворота оси снаряда относительно траектории. Сама траектория при этом искажается сравнительно мало. Проведенный Курчатовым простой (по его мнению) расчет позволял оценить величину импульса момента силы и расстояния от решетки до брони, необходимых для разворота пули или снаряда. Его расчеты показали, что для существенного повышения бронестойкости и облегчения веса системы достаточно добиться поворота оси снаряда от траектории примерно на 30–40 градусов [360] . Поскольку научная тема требовала срочного разрешения для фронта, а рабочего дневного времени не хватало, Курчатов, принимая активнейшее личное участие как руководитель темы и как непосредственный ее исполнитель, вел еще и расчеты [361] , забирая порой наиболее сложные материалы домой для работы в ночное время [362] .
360
Там же.
361
За особые заслуги в математике И. В. Курчатов в 1957 году был отмечен АН СССР медалью им. Леонарда Эйлера.
362
Цит. по кн.: Гринберг А. П., Френкель В. Я. Указ. соч. С. 148.
Авторы изобретения — весь немногочисленный состав «броневой» лаборатории во главе с Курчатовым (в их числе был не забыт и покойный Куприенко) — вывели следующее теоретическое положение: для достижения максимального выигрыша в весе брони необходимо использовать два основных конструктивных принципа: а) обеспечение достаточной силы бокового удара, приводящего к дроблению, повороту и преждевременному взрыву снарядов; б) выбор оптимального расстояния между решеткой и броней, обеспечивающего рассредоточение осколков или достаточный поворот снаряда, если его не удалось разбить. Авторы заключали, что не только решетчатый экран способен оказывать подобное воздействие, применение плоских экранов тоже давало снижение общего веса брони. Но в случае использования решетки боковой удар оказывался более сильным при том же количестве материала. Вывод был подтвержден в ходе полигонных испытаний решетчатого и плоского экранирования [363] .
363
Архив ФТИ. Ф. 3. Оп. 1.Д. 136. Л. 43.
18 и 20 августа 1942 года проводились полигонные испытания конструктивной брони ЛФТИ, изготовленной на Уральском заводе тяжелого машиностроения (УЗТМ). Она представляла собой бронеплиту толщиной 12 миллиметров со стальной решеткой, установленной перед ней на расстоянии 200 метров. Решетка состояла из двух рядов прутьев диаметром 10 миллиметров. Расстояние между центрами прутьев в одном ряду составляло 20 миллиметров, между рядами — 55 миллиметров. Обстрел производили бронебойными пулями ДК 12,7 миллиметра с дистанции 50 метров из крупнокалиберного пулемета Дегтярева по нормали и под углом наибольшего просвета (15 градусов). Скорость пули изменяли с 340 до 860 м/сек (путем изменения навески пороха) и измеряли на хронографе.
Целью испытания было определение увеличения стойкости бронеплит при обстреле их через решетки. Согласно техническим условиям при штатной скорости бронебойной пули 860 м/сек, защиту от ее поражения обеспечивала сплошная гомогенная броня толщиной 30 миллиметров. Лаборатория ЛФТИ представила на испытание броню толщиной 12 миллиметров, экранированную решеткой. Вес экрана был эквивалентен весу брони толщиной 8 миллиметров, то есть вся испытуемая система являлась эквивалентной по весу броне толщиной 20 миллиметров. Проведенные испытания подтвердили правильность лабораторных исследований: применение конструктивной брони (решетка и бронеплита) при равной пулестойкости по сравнению со сплошной броней дает экономию в весе до 35 процентов [364] . При обстреле экранированной брони под углом наибольшего просвета решетки указанное выше увеличение пулестойкости системы сохранялось [365] .
364
Там же. Л. 7–29.
365
Там же. Л. 25.