Морская броня относится к различным схемам защиты, используемым военными кораблями . Первый броненосный военный корабль был создан в 1859 году, и темпы развития брони быстро ускорились после этого. Появление линкоров на рубеже 20-го века привело к тому, что корабли стали все более крупными и хорошо бронированными. Огромное количество тяжелобронированных кораблей использовалось во время мировых войн и сыграло решающую роль в их исходе. Появление управляемых ракет во второй половине 20-го века значительно снизило полезность брони, и большинство современных военных кораблей теперь имеют только легкую броню.
Морская броня состоит из множества различных конструкций, в зависимости от того, от чего броня должна защищать. Наклонная броня и поясная броня предназначены для защиты от артиллерийского огня ; торпедные пояса , выпуклости и переборки защищают от подводных торпед или морских мин ; а бронированные палубы защищают от авиабомб и дальнобойных снарядов.
Материалы, из которых состоит морская броня, со временем эволюционировали, начиная с простого дерева, затем более мягких металлов, таких как свинец или бронза, до более твердых металлов, таких как железо, и, наконец, стали и композитов. Железная броня получила широкое распространение в 1860-х и 1870-х годах, но стальная броня начала вытеснять ее, потому что она была прочнее, и, таким образом, ее можно было использовать меньше. Технология, лежащая в основе стальной брони, прошла путь от простых пластин из углеродистой стали до все более сложных конструкций с различными сплавами. Закаленная броня Harvey была первой крупной разработкой, за которой последовала хромированная легированная и специально закаленная броня Krupp . Сталь Ducol вошла в употребление в 1920-х годах и широко использовалась на кораблях эпохи Второй мировой войны. Футуристические конструкции брони включают электрическую броню , которая использовала бы электрическое экранирование для остановки снарядов.
Ранняя корабельная броня, вероятно, берет свое начало в нанесении тонких листов металла на днища кораблей в целях консервации. [2] Существует лишь несколько исключительных примеров судов, оснащенных металлической броней до промышленной революции . Finis Belli был описан как возможный кандидат на «первый броненосец» авторами в конце 19-го и начале 20-го века. [3] Finis Belli был стационарной плавучей боевой платформой, которая была построена голландцами во время осады Антверпена в 1585 году. Она предположительно была оснащена железными пластинами, но на самом деле никогда не участвовала в боевых действиях. [4] По словам историка науки Джозефа Нидхэма , тонкие металлические листы использовались в качестве защиты надстройки на военных джонках во времена династии Сун (960–1279), и эта традиция была продолжена на корейских кораблях-черепахах , которые защищали Корею от японского вторжения в 1590-х годах. [5] Использование железной пластинчатой брони на кораблях-черепахах предполагалось в различных источниках, начиная с 19 века, но не засвидетельствовано в современных источниках. [1]
.jpg/1280px-HMS_Warrior_(1860).jpg)
Первый броненосец с железной броней поверх деревянного корпуса, La Gloire , был спущен на воду французским флотом в 1859 году [6], что побудило британский Королевский флот построить ответ. В следующем году они спустили на воду HMS Warrior , который был вдвое больше и имел 4,5 дюйма кованой железной брони (с 18 дюймами тикового дерева на подложке) поверх железного корпуса. После того, как в 1862 году во время Гражданской войны в США произошло первое сражение между двумя броненосцами , стало ясно, что броненосец заменил небронированный линейный корабль в качестве самого мощного военного корабля на плаву. [7]
Броненосцы были разработаны для нескольких ролей, в том числе в качестве линкоров открытого моря , кораблей береговой обороны и крейсеров дальнего действия . Быстрая эволюция конструкции военных кораблей в конце 19-го века превратила броненосец из судна с деревянным корпусом, которое несло паруса в дополнение к своим паровым двигателям, в стальные башенные линкоры и крейсеры, знакомые в 20-м веке. Это изменение было подстегнуто развитием более тяжелых морских орудий (броненосцы 1880-х годов несли некоторые из самых тяжелых орудий, когда-либо устанавливавшихся в море) [ нужна цитата ] , более совершенных паровых двигателей и достижений в металлургии, которые сделали возможным стальное судостроение.
Быстрый темп изменений в броненосный период означал, что многие корабли устаревали сразу после завершения строительства, и что военно-морская тактика находилась в состоянии изменения. Многие броненосцы были построены для использования тарана или торпеды , которые ряд военно-морских конструкторов считали важнейшим оружием морского боя. Четкого конца броненосного периода не существует, но к концу 1890-х годов термин « броненосец» вышел из употребления. Новые корабли все чаще строились по стандартному образцу и назывались линкорами, защищенными крейсерами или броненосными крейсерами .
В свою очередь, появились современные линкоры типа «дредноут» , а рядом с ними — линейные крейсеры ; первые были защищены большим количеством брони, которая могла защитить их от всего, кроме орудий самого большого калибра, которые использовались на других линкорах; вторые несли орудия того же размера, что и линкоры, но имели меньше брони, чтобы развивать более высокую скорость.
На рубеже 20-го века началось развитие линкоров с большими орудиями и обильной броней. В предыдущие эпохи крупнокалиберные орудия могли стрелять порядка минут и были неудобны для прицеливания. Но развитие систем прицеливания с электроприводом и подъемников боеприпасов увеличило скорострельность до двух раз в минуту, что в сочетании с другими разработками сделало линкоры, наконец, полезной силой. Увеличивающиеся калибры и начальная скорость снарядов орудий требовали все более защитной брони для остановки снарядов. Разработка новых, более эффективных порохов также увеличила длину орудий и эффективную дальность поражения. Это означало, что навесной огонь стал серьезной проблемой и привел к усилению палубной брони. Поясная броня также стала намного толще, превысив 300 мм (12 дюймов) на самых больших линкорах. [8] [9] Один из самых тяжелобронированных кораблей всех времен, линкор класса «Ямато» , имел главный пояс брони толщиной до 410 миллиметров (16,1 дюйма). [10]
Развитие торпеды и эффективных морских мин потребовало дальнейших размышлений о подводной броне, о которой не слишком задумывались в предыдущие эпохи. Эпоха мировой войны также ознаменовалась появлением броненосного крейсера , который пожертвовал некоторой броней в обмен на скорость по сравнению с линкором. [9]
После Второй мировой войны военно-морская броня стала менее важной из-за развития управляемых ракет . Ракеты могут быть очень точными и пробивать даже самую толстую броню, и поэтому военные корабли теперь больше фокусируются на противоракетных технологиях, а не на броне. Однако большинство современных военных кораблей сохраняют от 25 до 50 мм (от 0,98 до 1,97 дюйма) частичной брони для защиты ракет и самолетов от осколков и огня легкого оружия. [9]
Поясная броня — основная бортовая броня на военном корабле.
Бронированная цитадель — это бронированная коробка, охватывающая машинное отделение и помещения для хранения боеприпасов , образованная броневой палубой , ватерлинией и поперечными переборками . [11]
Простое наклонное положение брони по сути увеличивает ее эффективность за счет увеличения расстояния, которое должен пройти снаряд, чтобы пробить ее. Это также увеличивает вероятность того, что снаряд отрикошетит от цели, не причинив повреждений. [12]
Торпедная переборка распространена на более тяжело бронированных военных кораблях , особенно на линкорах и линейных крейсерах начала 20-го века. Она предназначена для удержания корабля на плаву, даже если корпус был поражен под поясной броней снарядом или торпедой .
После уроков, извлеченных во время Первой мировой войны , многие крупные корабли были переоборудованы двойными, тройными или даже четверными торпедными переборками, а также противоторпедными выступами на внешней стороне корпуса. [13] : 185 Например, последние проекты американских линкоров во время Второй мировой войны имели до четырех торпедных переборок и тройное дно. [13] : 185 Самая внутренняя переборка обычно называется удерживающей переборкой , и часто эта переборка изготавливалась из высокопрочной стали, которая могла деформироваться и поглощать импульс давления от попадания торпеды, не разрушаясь. Если последняя переборка была толщиной не менее 37 мм, ее также можно было назвать бронированной переборкой , так как она была способна останавливать осколки и снаряды с низкой скоростью удара. [ требуется ссылка ]
Пояс торпедной защиты был частью схемы бронирования на некоторых военных кораблях между 1920-ми и 1940-ми годами. Он состоял из ряда легкобронированных отсеков, простирающихся вбок вдоль узкого пояса, пересекающего ватерлинию корабля. Теоретически этот пояс должен был поглощать взрывы торпед или любых снарядов морской артиллерии, попавших ниже ватерлинии, и таким образом минимизировать внутренние повреждения самого корабля.
Противоторпедные пояса также известны как системы боковой защиты (SPS) или системы противоторпедной защиты (TDS).
Разработанный для использования во время мировых войн, противоторпедный выступ представляет собой установку (или модернизацию) частично заполненных водой отсеков- спонсонов по обе стороны корпуса корабля, предназначенных для подрыва торпед, поглощения их взрывов и сдерживания затопления поврежденных участков внутри выступов.
Все или ничего — это выбор конструкции при бронировании военных кораблей, наиболее известный по его применению на линкорах типа «Дредноут» . Концепция подразумевает концентрацию брони на областях, наиболее важных для корабля, в то время как остальная часть корабля получает значительно меньше брони. [14] Концепция «все или ничего» избегала легкой или средней толщины брони: броня использовалась с максимально возможной толщиной или не использовалась вообще, тем самым обеспечивая «либо полную, либо незначительную защиту». [15] По сравнению с предыдущими системами бронирования, корабли типа «все или ничего» имели более толстую броню, покрывающую меньшую часть корпуса. Броненосный линкор HMS Inflexible, спущенный на воду в 1876 году, имел тяжело бронированную центральную цитадель с относительно небронированными оконечностями; однако к эпохе HMS Dreadnought линкоры были бронированы по всей длине корабля с различными зонами тяжелой, средней или легкой брони. Военно-морской флот США принял то, что формально называлось «все или ничего» бронированием на линкорах типа «Стандарт» , начиная с класса «Невада» , заложенного в 1912 году. [16] Позднее, после Первой мировой войны, броня «все или ничего» была принята и другими флотами , начиная с Королевского флота на его классе «Нельсон » [17], в сочетании с уменьшением количества кораблей, нуждающихся в бронировании, путем размещения всего основного вооружения впереди.
Развитие авианосцев потребовало новых форм защиты. Бронированная полетная палуба — это полетная палуба авианосца , которая включает в себя значительную броню в своей конструкции.
_bulkhead_armour.jpg/1280px-HMS_Warrior_(1860)_bulkhead_armour.jpg)
Железная броня была типом брони, используемой на военных кораблях и, в ограниченной степени, в укреплениях. Использование железа привело к появлению термина ironclad как ссылки на корабль, «одетый» в железо. Самым ранним материалом, доступным в достаточных количествах для брони кораблей, было железо , кованое или литое. Хотя чугун никогда не использовался для морской брони, он нашел применение в сухопутных укреплениях , предположительно из-за более низкой стоимости материала. Одним из хорошо известных примеров чугунной брони для сухопутного использования является башня Грусона, впервые испытанная прусским правительством в 1868 году. Бронированные корабли, возможно, были построены еще в 1203 году [18] на Дальнем Востоке . На Западе они впервые получили распространение, когда Франция спустила на воду первый океанский броненосец La Gloire в 1859 году. Британский флот ответил выпуском HMS Warrior в 1860 году, что положило начало гонке военно-морских вооружений с появлением более крупных, тяжеловооруженных и бронированных броненосцев.
Ранние эксперименты показали, что кованое железо превосходит литой чугун , и кованое железо впоследствии было принято для использования на флоте. Британские усилия по совершенствованию железной брони возглавлял правительственный Специальный комитет по железу, сформированный в 1861 году военным министром лордом Гербертом для продолжения исследований в области морской брони. Среди его членов был сэр Уильям Фейрберн , известный гражданский и конструкторский инженер , который также построил более 80 железных судов, прежде чем уйти из судостроения. Другими членами были металлург Джон Перси , гражданский инженер Уильям Поул и представители Королевских инженеров , Королевской артиллерии и Королевского флота . Этот комитет работал четыре года, с 1861 по 1865 год, в течение которых он сформулировал наиболее эффективную броню с помощью металлургии, известной тогда, предложил пути улучшения ее производства и качества и помог разработать более эффективные выстрелы против броненосных судов. [19]
Например, при изготовлении железной брони использовались два процесса. В первом, ковка, большие куски железа из лома или пудлингового железа нагревались до температуры сварки и помещались под тяжелые стальные молоты. Повторные удары сваривали эти куски в одну сплошную пластину и придавали ей нужную форму и размеры. Кованая железная пластина была броней, используемой на самых ранних броненосных судах, включая HMS Warrior . Второй метод, прокатка, включал укладку кусков железа друг на друга, нагревание их до температуры сварки и пропускание их между двумя железными роликами, чтобы превратить их в одну пластину нужного размера. Первоначально прокатное железо было трудно производить, так как для этого требовалось оборудование огромных размеров и большой мощности. Однако, когда Специальный комитет испытал оба типа пластин в 1863 году, он обнаружил, что прокатное железо превосходит кованое из-за большей однородности по качеству. Комитет и производители железа работали вместе над тем, как сделать производство прокатной пластины более простым, что стало стандартным на военных кораблях с 1865 года. [20]
Комитет рассмотрел использование деревянной подложки с железной броней. Ранняя европейская железная броня состояла из кованого железа толщиной от четырех до пяти дюймов (примерно от 10 до 13 см) с подложкой из цельного дерева толщиной от 18 до 36 дюймов (примерно от половины до одного метра) . После значительных испытаний комитет обнаружил, что дерево предотвращает растрескивание , смягчает удар от повреждения конструкции корабля и распределяет силу по большей площади, что предотвращает проникновение. Недостатком использования дерева и железа был большой вес. Эксперименты по уменьшению или исключению деревянной подложки для экономии веса оказались безуспешными. Комитет также испытывал сталь в качестве потенциальной брони, поскольку его члены считали, что чем тверже броня, тем лучше она может отклонять или выдерживать выстрелы. Однако сталь, производимая в то время, оказалась слишком хрупкой, чтобы быть эффективной. Железо, будучи мягче, гнулось, вмятин и деформировалось, но держалось вместе и оставалось эффективным средством защиты. [21]
Эксперименты проводились также с ламинированной броней, но они не привели к каким-либо улучшениям, и предпочтение было отдано отдельным пластинам. Многие корабли, построенные во время Гражданской войны в США, использовали ламинированную броню, но это было обусловлено отсутствием возможностей для производства отдельных пластин надлежащей толщины.
Из-за постоянно увеличивающейся толщины брони и связанного с этим веса, с самого начала предлагалось закаливать железо или приваривать стальные пластины к передней поверхности железной брони. Попытки реализовать эти предложения не увенчались успехом по многим причинам, в первую очередь потому, что металлургия того времени не была готова к этой задаче.
К середине-концу 1870-х годов железная броня начала уступать место стальной, что обещало уменьшить толщину, а следовательно, и вес брони.
Harvey armor — тип стальной брони, разработанный в начале 1890-х годов, в котором передние поверхности пластин подвергались цементации . Метод для этого был известен как процесс Harvey и был изобретен американским инженером Hayward Augustus Harvey . Harvey United Steel Company была сталелитейным картелем , председателем которого был Albert Vickers . В 1894 году десять основных производителей броневых пластин, включая Vickers , Armstrong , Krupp , Schneider , Carnegie и Bethlehem Steel , образовали Harvey Syndicate.
_(14595554570).jpg/1280px-History_of_the_manufacture_of_armor_plate_for_the_United_States_navy_(1899)_(14595554570).jpg)
Броня Круппа была типом стальной брони, которая использовалась при строительстве крупных кораблей , начиная с конца девятнадцатого века. Она была разработана немецким оружейным заводом Круппа в 1893 году и быстро заменила броню Харвея в качестве основного метода защиты военных кораблей, прежде чем сама была вытеснена улучшенной «цементированной броней Круппа». Первоначальное производство брони Круппа было очень похоже на броню Харвея; однако, в то время как в процессе Харвея обычно использовалась никелевая сталь, процесс Круппа добавлял в сплав до 1% хрома для дополнительной твердости . Кроме того, в то время как броня Харвея науглероживалась путем нагрева стали и размещения древесного угля на ее поверхности в течение длительного времени (часто нескольких недель), броня Круппа пошла на шаг дальше. Вместо того, чтобы неэффективно вводить углерод на поверхность с помощью угля, броня Круппа достигала большей глубины углеродной цементации путем применения углеродсодержащих газов к нагретой стали. После завершения процесса науглероживания металл был преобразован в закаленную сталь путем быстрого нагрева цементированной поверхности, что позволило высокому теплу проникнуть на 30–40 % глубины стали, а затем быстро закалить сначала перегретую сторону, а затем обе стороны стали мощными струями воды или масла .
Броня Круппа была быстро принята на вооружение крупнейшими флотами мира; баллистические испытания показали, что броня Круппа толщиной 10,2 дюйма (260 мм) обеспечивала такую же защиту, как броня Харви толщиной 12 дюймов (300 мм).
К началу двадцатого века броня Круппа устарела из-за разработки цементированной брони Круппа (также «цементированная сталь Круппа», «броня KC» или «KCA»), усовершенствованного варианта брони Круппа. [22] Процесс производства в основном остался прежним, с небольшими изменениями в составе сплава: в % от общего количества – углерод 0,35, никель 3,90, хром 2,00, марганец 0,35, кремний 0,07, фосфор 0,025, сера 0,020. [23] [24]
KCA сохранила закаленную поверхность брони Круппа с помощью применения карбонизированных газов, но также сохранила гораздо большую волокнистую эластичность на задней стороне пластины. Эта повышенная эластичность значительно снизила частоту отколов и трещин под входящим огнем, что является ценным качеством во время длительных столкновений. Баллистические испытания показывают, что броня KCA и Круппа была примерно одинаковой в других отношениях. [22]
Развитие брони с лицевой закалкой в конце девятнадцатого и в начале-середине двадцатого веков показало, что такая броня была менее эффективна против скользящих косых ударов. Хрупкость закаленного лицевого слоя была контрпродуктивной против таких ударов. Следовательно, наряду с бронёй с лицевой закалкой, такой как KCA, были разработаны типы однородной брони , которые сочетали пластичность и прочность на разрыв для защиты от скользящих ударов. [22] Гомогенная броня обычно использовалась для палубной брони, которая подвергается более сильным косым ударам, а на некоторых военных кораблях, таких как линкоры классов Yamato и Iowa , для нижней поясной брони ниже ватерлинии для защиты от снарядов, которые приземляются с небольшой высоты и ныряют под воду.
Ducol или «D»-сталь — название ряда высокопрочных низколегированных сталей различного состава, впервые разработанных в начале 1920-х годов шотландской фирмой David Colville & Sons, Мазервелл.
Области применения включают строительство корпусов военных кораблей и легкой брони, автодорожных мостов и сосудов высокого давления, включая паровые котлы локомотивов и ядерные реакторы.
Ducol использовался для переборок как в общем строительстве , так и против торпед , а также для легкой брони на военных кораблях нескольких стран, включая британский , японский и, возможно, итальянский флот. [25] После Второй мировой войны высшие сорта коммерческой судостроительной стали были основаны на этом типе стали. [26]
Сварной Ducol использовался на кораблях HMS Nelson и HMS Rodney (1927) и, возможно, способствовал первоначальному повреждению конструкции при стрельбе из крупных орудий. [27] Решение было найдено путем использования заклепок для крепления сварных подконструкций Ducol к корпусу вместо оригинальной цельносварной конструкции, что позволило обеспечить некоторую «прогибаемость». [ необходима цитата ]
Он использовался в британской практике проектирования противоторпедных систем на последних линкорах. Внутренний корпус и торпедные переборки, а также внутренние палубы были сделаны из стали Ducol или "D"-класса, сверхпрочной формы HTS . По словам Натана Окуна, линкоры класса King George V имели самую простую конструкцию брони среди всех крупных кораблей после Первой мировой войны. "Большинство несущих частей корабля были построены из британской Ducol ("D" или "D.1") сверхпрочной кремниево-марганцевой высокопрочной конструкционной стали, включая верхнюю палубу и переборки". [28]
Полностью закрытый бронированный ангар HMS Ark Royal и бронированная полетная палуба , которую он поддерживал, были построены из Ducol. [ необходима цитата ]
Другие типы брони, используемые на кораблях ВМФ:
Императорский флот Японии (IJN) широко использовал Ducol, произведенный по лицензии на заводе Japan Steel Works в Муроране , Хоккайдо , Япония : компания была основана при инвестициях Vickers , Armstrong Whitworth и Mitsui . [29]
Крейсера класса Mogami изначально были спроектированы с цельносварными переборками Ducol, которые затем были приварены к корпусу корабля. Возникшие в результате дефекты, вызванные электросваркой, использованной в структурных частях корпуса, привели к деформации, и башни главного орудия не могли нормально работать. Они были перестроены с использованием клепаной конструкции, а два других были перепроектированы. [30] [31] [32]
Все перечисленные ниже суда или классы (список не полный) использовали Ducol в конструкционных переборках и защитной обшивке:
Ленгерер значительно расходится во мнениях относительно того, что было сделано из Ducol, возможно, из-за обширного ремонта в 1934-36 годах? "Нижний пояс брони был подкреплен 50 миллиметрами (2,0 дюйма) стали Ducol. Магазины были защищены 165 миллиметрами (6,5 дюйма) брони New Vickers Non-Cemented (NVNC), наклоненной под углом до 25° и сужающейся до толщины 55–75 миллиметров (2,2–3,0 дюйма). Летная и обе ангарные палубы были незащищены, а двигательные установки кораблей были защищены 65-миллиметровой (2,6 дюйма) палубой из брони с ЧПУ.
Shōkaku были первыми японскими авианосцами, включившими систему торпедного пояса. Сама торпедная переборка состояла из внешней пластины Ducol толщиной 18–30 миллиметров (0,71–1,18 дюйма), которая была приклепана к 12-миллиметровой (0,47 дюйма) пластине." [ 36]
Кроме того, речной моторный артиллерийский катер типа «25 тонн» Императорского флота имел цельносварной корпус, защищенный сталью Ducol толщиной 4–5 мм.
Итальянский флот использовал аналогичный Ducol тип стали в своей системе защиты от торпед Pugliese. Эта подводная «выпуклая» система была введена в итальянских линкорах класса Littorio , а также в полностью перестроенных версиях итальянского линкора Duilio и линкоров класса Conte di Cavour . Внутренняя сторона состояла из слоя кремниево-марганцевой высокопрочной стали толщиной 28–40 мм (1,1–1,6 дюйма), называемой сталью « Elevata Resistenza » (ER), которая, вероятно, была несколько похожа на британскую сталь Ducol («D» или «Dl»), используемую для легкой брони и торпедных переборок во Второй мировой войне. [40]
Пластиковая броня (также известная как пластиковая защита) была типом брони транспортного средства, первоначально разработанной для торговых судов Эдвардом Терреллом из Британского Адмиралтейства в 1940 году. Она состояла из небольшого, равномерного по размеру заполнителя в матрице битума, похожего на асфальтобетон. Обычно ее наносили в виде литья на месте слоем толщиной около двух дюймов (51 мм) на существующие судовые конструкции, изготовленные из мягкой стали толщиной в четверть дюйма (6,4 мм) или формировали в равной по толщине секции на стальной пластине толщиной в полдюйма (13 мм) для установки в качестве орудийных щитов и тому подобного. Пластиковая броня заменила использование бетонных плит, которые, хотя и должны были обеспечивать защиту, были склонны к растрескиванию и разрушению при попадании бронебойных пуль. Пластиковая броня была эффективна, потому что очень твердые частицы отклоняли пули, которые затем застревали между пластиковой броней и стальной опорной пластиной. Пластиковую броню можно было наносить, заливая ее в полость, образованную стальной опорной пластиной и временной деревянной формой. Производство брони осуществлялось дорожно-строительными фирмами и осуществлялось аналогично производству дорожных покрытий, а организация брони осуществлялась военно-морскими офицерами в ключевых портах. [ необходима цитата ]
Электрическая броня — тип брони, предложенный для защиты кораблей и бронированных боевых машин [41] от кумулятивного оружия. Электрическая броня использует сильное электрическое поле для прерывания струи ионизированного газа, производимой боеголовкой. [42]
Электрически заряженная броня — недавняя разработка Лаборатории оборонной науки и технологий Великобритании . [43] [44] [45] [ 46] [47] [48] [49] [ требуется обновление ] Она работает путем установки двух проводящих пластин по обе стороны воздушного зазора или твердого изолятора, при этом пластины прикреплены к конденсатору, удерживающему очень высокий электрический заряд. Когда снаряд или пуля пробивает изоляцию и замыкает цепь между двумя пластинами, энергия, накопленная в конденсаторе, разряжается через снаряд, испаряя его.