О могуществе русских «облегченных» 305-мм снарядов времен Русско-японской войны

Данная статья, увы, не даст однозначных ответов на поставленные вопросы, но предложит уважаемому читателю непротиворечивую гипотезу о содержании взрывчатого вещества в так называемых «облегченных» 305-мм фугасных и бронебойных снарядах, которые использовал наш флот в Русско-японской войне.

А в чем сложность-то?

Проблема заключается в том, что достоверные цифры содержания ВВ в упомянутых выше снарядах отсутствуют, а общедоступные источники дают весьма различающиеся цифры. Так, например, известная интернет-энциклопедия navweaps дает следующие данные:

AP «old model» – 11.7 lbs. (5,3 кг);
HE «old model» – 27.3 lbs. (12,4 кг).

Если вспомнить М.А. Петрова «Обзор главнейших кампаний и сражений парового флота», то мы увидим 3,5 % В (11,6 кг) для фугасного и 1,5 % (4,98 кг) для бронебойного 305-мм снарядов. Согласно В. Поломошнову, русские бронебойные снаряды имели содержание ВВ в 1,29 % (4,29 кг), а фугасные – 1,8 % (5,97 кг). А вот, согласно прилагаемой ниже «инфографике», содержание ВВ в бронебойном русском 331,7 кг снаряде составляло и вовсе какие-то 1,3 кг!


Официальные документы только добавляют интриги. «Отношение Морского Технического комитета – Председателю Следственной Комиссии по делу о Цусимском бое» (далее – «Отношение») от 1 февраля 1907 года указывает, что вес ВВ в фугасном 305-мм снаряде, каковыми комплектовались броненосцы 2-ой Тихоокеанской эскадры, составил 14,62 фунта или примерно 5,99 кг (в русском фунте было 0,40951241 кг), что примерно соответствует процентному содержанию ВВ в 1,8 %.


Но в самом тексте этого документа указывается уже совершенно иной процент содержания ВВ – 3,5 %.


Ну и как же все это прикажете понимать?

О плотности взрывчатых веществ

Уважаемый читатель, вне всякого сомнения, знает, что любое взрывчатое вещество имеет такую характеристику, как плотность, измеряемую в килограммах на кубический метр или – в граммах на кубический сантиметр (в данной статье значения плотности я буду указывать в г/куб. см). И, разумеется, от нее зависит содержание ВВ в каждом конкретном снаряде. Ведь снаряд представляет собой, по сути, металлический «чехол» для взрывчатки, в котором предусмотрен некоторый объем для заполнения его ВВ. Соответственно, если мы возьмем два абсолютно идентичных снаряда с идентичными же взрывателями, но наполним их ВВ разной плотности, то объем, который займут эти ВВ, будет одинаковым, но вот масса ВВ – разной.

К чему я веду?

Все дело в том, что одни и те же русские снаряды могли снаряжаться совершенно разной взрывчаткой.

Так, например, фугасные облегченные 305-мм снаряды, которыми мы воевали в Русско-японской войне, иногда именуемые снарядами «старой модели», иногда – «обр. 1892 г», а иногда – и вовсе никак, изначально планировалось снаряжать пироксилином. Да, собственно, так и делалось. Но в тех случаях, когда пироксилина не хватало, их снаряжали бездымным порохом – именно такими снарядами комплектовалась 2-ая Тихоокеанская эскадра. Однако мне попадались указания на то, что впоследствии, неизрасходованные снаряды этого типа с пироксилиновой (а, быть может – и пороховой) начинкой были переснаряжены тринитротолуолом (ТНТ). Это выглядит крайне логичным. Сам по себе снаряд являл собой без пяти минут вершину литейного дела, и отправлять старые снаряды на переплавку было нерационально. А вот придать ему дополнительную смертоносность, снарядив его более совершенным ВВ – дело очень даже правильное.

Косвенное подтверждение всему этому содержится в «Альбоме снарядов морской артиллерии», изданном А.Н.И.М.И. в 1934 году (далее – «Альбом»). Рассмотрим это на примере фугасного 254-мм снаряда.

Так что там с десятидюймовым?

Согласно «Отношению», фрагменты которого я приводил выше, 254-мм фугасный снаряд эпохи Русско-японской войны комплектовался 16,39 фунтами пироксилина, упакованными в чехол, причем масса взрывчатки вместе с чехлом составляла 19,81 фунта. Русский фунт, как я уже сообщал выше, составлял 0,40951241 кг, из чего следует, что масса чехла составляла 1,4 кг, а масса пироксилина – 6,712 кг.

В то же время, согласно «Альбому», масса ВВ в снаряде старого образца составляет 8,3 кг. Хочу отметить, что в 1907 году флот получил новые снаряды различных калибров, и в том числе 254-мм. При этом 254-мм снаряд обр. 1907 года, согласно «Альбому», имел ту же массу (225,2 кг), но содержание ВВ в нем достигало 28,3 кг, так что никакая путаница здесь невозможна.

К сожалению, «Альбом» не содержит прямого указания на то, что 254-мм снаряд с массой ВВ 8,3 кг являлся «доцусимским», но каким же еще он мог быть? Мне не удалось найти никаких данных о том, что между «доцусимскими» снарядами и снарядами обр. 1907 года существовали какие-то другие снаряды. Соответственно, не будет ошибкой считать, что «доцусимский» 254-мм снаряд с его 6,712 кг ВВ и указанный в «Альбоме» 254-мм снаряд с массой ВВ в 8,3 кг – это один и тот же снаряд, но снаряженный различным ВВ. В первом случае это пироксилин, во втором – ТНТ.

Считаем плотность пироксилина

«А зачем ее считать?» – может спросить уважаемый читатель.

И действительно, не проще ли взять справочник?

Увы, проблема в том, что различные публикации дают совершенно разную плотность пироксилина. Например, «Техническая энциклопедия 1927–1934 гг.» указывает истинную плотность пироксилина в пределах 1,65–1,71 г/куб. см. Но вот плотность пироксилиновых шашек в некоторых публикациях указывают существенно ниже – 1,2–1,4 г/куб. см. Тот же saper.isnet.ru сообщает, что плотность пироксилина влажностью 20–30 % составляет 1,3–1,45 г/куб. см.

Где же истина?

По всей видимости, проблема в том, что приводимая в справочниках плотность пироксилина является… плотностью именно пироксилина, и ничего более, то есть чистого продукта. В то же время в боеприпасах используется обычно пироксилин, чья влажность доведена до 25-30%. Таким образом, если плотность абсолютно сухого пироксилина составляет 1,58-1,65 г/куб.см. (наиболее часто приводимые значения), то пироксилин влажностью 25% будет иметь плотность 1,38-1,42, а пироксилин с влажностью 30% - 1,34-1,38 г/куб.см.

Проверим эту гипотезу расчетом по 254-мм снаряду. Для ТНТ разбег по плотности в источниках существенно ниже: обычно указывается 1,65, но в некоторых случаях (Рдутловский) 1,56 г/куб. см. Соответственно, получается, что 8,3 кг ТНТ займут, при плотности 1,58–1,65 г/куб. см, объем равный 5030–5320 куб. см. И это – тот самый объем, который ранее занимали чехол и пироксилин в «доцусимской» комплектации снаряда.

Чехлы делали латунными. Плотность латуни – примерно 8,8 г/куб. см, соответственно 1,4 кг чехол будет занимать примерно 159 куб. см. На долю пироксилина остается, таким образом, 4871–5161 куб. см. С учетом того, что в них помещались 6,712 кг пироксилина, получаем плотность последнего в пределах 1,3–1,38 г/куб.см, что как раз и соответствует рассчитанной нами плотности сухого пироксилина плотностью 1,58, «разведенного» до влажности 25 %.

Таким образом, для дальнейших расчетов принимаем наиболее подходящие под источники значения. Плотность ТНТ – 1,65 г/куб. см, а плотность влажного пироксилина – 1,38 г/куб. см.

«Альбом» дает следующее содержание ВВ для 305-мм «доцусимских» снарядов. Для бронебойного с наконечником – 6 кг ВВ, для бронебойного без наконечника – 5,3 кг ВВ и для фугасного – 12,4 кг ВВ. С учетом плотности ТНТ рассчитываем объем под ВВ в этих снарядах – получается, 3 636, 3 212 и 7 515 куб. см соответственно. Насколько мне известно, в Русско-японскую войну применялись «бесколпачковые» снаряды, соответственно, следует предполагать, что воевали мы «бронебоями» с емкостью «зарядной каморы» в 3 212 куб. см и фугасами – с объемом под ВВ 7 515 куб. см.

К сожалению, мне неизвестен ни объем, ни масса латунного чехла, используемого для изоляции пироксилина в 305-мм снарядах. Но из «Отношения» мы можем высчитать, что масса такого чехла фугасного 254-мм снаряда в 2,06 раз превосходила массу чехла для фугасного 203-мм снаряда, в то время как объем под ВВ – в 2,74 раза. Соответственно, очень грубо можно прикинуть, что латунный чехол для бронебойного 305-мм снаряда имел массу 0,67 кг, а для фугасного – 2,95 кг, и занимали они объем 77 и 238 куб. см (округленно) соответственно.

В этом случае на долю, собственно, пироксилина, оставался объем в 3 135 и 7 278 куб. см, что при принятой нами плотности пироксилина в 1,38 г/куб. см дает массу ВВ:

4,323 кг пироксилина в бронебойном снаряде;
10,042 кг пироксилина в фугасном снаряде.

То есть, с учетом погрешностей расчетов, следует говорить о 4,3 кг пироксилина в бронебойном и 10 кг – в фугасном 305-мм снарядах.

Но почему тогда в фугасный снаряд «влезло» всего только 6 кг пороха?!

И действительно – ведь практически любой справочник дает плотность бездымного пороха на уровне пироксилина, то есть не ниже 1,56 г/куб. см, а то и выше. И с учетом того, что для бездымного пороха латунный чехол не нужен, получается, что в снаряд должно входить больше бездымного пороха, чем влажного пироксилина?

Так, да не так.

Все дело в том, что большая часть справочников дает нам плотность пороха как вещества. Но проблема в том, что порохом нельзя заполнить весь объем снаряда. Обычно порох производился в гранулах. И при насыпании этих гранул в какой-либо сосуд они занимали лишь часть его объема, остальное же – воздух. Насколько я понимаю, спрессовать порох до монолитного состояния возможно, но такой порох будет гореть, а не взрываться. А вот для взрыва в замкнутом пространстве ему нужно какое-то количество воздуха. Впрочем, я не химик, и буду благодарен компетентному читателю за разъяснения по данному вопросу.

Однако же есть вполне непреложный факт – наряду с «действительной» плотностью, то есть плотностью «монолитного» пороха, различают также так называемую «гравиметрическую» плотность пороха – то есть плотность, с учетом свободного пространства между его гранулами. И вот эта-то плотность для пороха обычно не превышает единицу, а то и ниже, что хорошо иллюстрирует приводимая ниже таблица.


Причем, как мы можем видеть, гравиметрическая плотность бездымного пороха составляет примерно 0,8–0,9 г/куб. см.

Так вот, с учетом того, что масса пороха в 305-мм фугасном снаряде составляла, как видно из «Отношения», 14,62 фунта или 5,987 кг, а рассчитанная нами емкость под ВВ этого снаряда – 7 515 куб. см, то мы получаем гравиметрическую плотность бездымного пороха равную 0,796 г/куб. см, что практически совпадает с 0,8 г/куб. см для одного из типов бездымных порохов, приведенных в таблице.

Выводы

В силу вышесказанного, я полагаю, можно смело утверждать, что русские 305-мм бронебойные облегченные снаряды, использовавшиеся в Русско-японской войне, имели 4,3 кг пироксилина. А фугасные – либо 10 кг пироксилина, либо 5,99 кг бездымного пороха.

Огневая мощь второй 2-ой Тихоокеанской эскадры

Как известно, фугасные снаряды для 2ТОЭ по неготовности пироксилина комплектовали бездымным порохом, причем, очень вероятно – на пироксилиновой же основе.

К сожалению, сравнивать между собой взрывчатые вещества по силе их воздействия чрезвычайно сложно. Ну, вот есть, к примеру, метод свинцовой бомбы Трауцля: согласно ему, работа сухого пироксилина больше, чем ТНТ. Отсюда вроде бы получается, что пироксилин лучше тринитротолуола. Но все дело в том, что испытывался-то сухой пироксилин равной массы с ТНТ, при том, что в снарядах используется не сухой, а влажный пироксилин. При этом в ограниченный объем снаряда войдет больше ТНТ, чем влажного пироксилина (плотность первого выше, к тому же пироксилину нужен дополнительный чехол).

И если посмотреть на примере «доцусимского» 305-мм снаряда, то получается вот что.

С одной стороны, мне попадались данные, что сила взрыва сухого пироксилина примерно в 1,17 раз больше, чем ТНТ.

Но, с другой стороны, в «доцусимский» 305-мм снаряд входило либо 12,4 кг ТНТ, либо 10 кг влажного пироксилина. Предположив влажность в 25 %, получаем 7,5 кг сухого пироксилина, что в 1,65 раз меньше, чем 12,4 кг ТНТ. Получается, что по таблице вроде бы пироксилин лучше, но на деле снаряженный им снаряд проигрывает снаряду с ТНТ аж на 41 %!

И это я еще не забираюсь в нюансы, что энергия взрыва пироксилина будет расходоваться на испарение воды и нагревание пара, а ТНТ ничего этого делать не надо…

К сожалению, я не обладаю знаниями, позволяющими корректно сравнить силу взрыва пироксилина и бездымного пороха на его основе. В сети мне попадались мнения, что эти силы сопоставимы, хотя и неясно, приравнивался ли бездымный порох к сухому или к влажному пироксилину. Но и в том, и в другом случае приходится констатировать, что фугасные 305-мм снаряды 2ТОЭ были существенно слабее, нежели те, которыми комплектовалась 1-ая Тихоокеанская эскадра.

Если верно допущение, что бездымный порох примерно соответствовал сухому пироксилину, то фугасные снаряды 2ТОЭ были слабее примерно в 1,25 раз (5,99 кг пороха против 7,5 кг сухого пироксилина).

Если же бездымный порох по силе взрыва следует равнять с влажным пироксилином – то в 1,67 раз (5,99 кг пороха против 10 кг влажного пироксилина).

Однако следует учитывать, что оба этих утверждения могут быть неверны.

И не исключено, что разница между фугасными 305-мм снарядами 1-ой и 2-ой Тихоокеанских эскадр на самом деле оказалась куда существеннее.