KwK 36 L/56 для «Тигр I»

Предыстория

Разрабатываемый в 1942 году в ответ на появление на Восточном фронте российских танков КВ-1 и Т-34, «Тигр I» (нем. Panzerkampfwagen VI), было решено оснастить 88-мм пушкой в качестве основного вооружения.

Выбор разработчиков пал на зенитную 88-мм Flak 36, которая и послужила прототипом для создания танковой пушки.

И чтобы понять, почему именно зенитная пушка послужила основой для создания танкового орудия, нужно вернуться во времена гражданской войны в Испании 1936-39 г.

В помощь испанским националистам немецкие власти отправили военный контингент, известный как «Легион Кондор», который состоял в основном из персонала Люфтваффе и был оснащен новыми 88-мм зенитными орудиями Flak 18 (предшественник Flak 36). С начала 1937 года «Flak» артиллерия все больше и больше использовалась в местах боевых действий, где наиболее подходят ее точное попадание, быстрый огонь и дальность действия. В конце концов, это привело к использованию «Flak» в последнем большом наступлении Испанской войны, в Каталонии, в следующих пропорциях: 7% по воздушным целям и 93% по наземным целям от общего числа выстрелов выпущенных из орудий. Именно в то время немцы увидели будущий потенциал 88-мм орудия в качестве противотанкового.

Танковая пушка

Чтобы установить тяжелое, с сильной отдачей зенитное орудие в башне «Тигра» на танковом варианте пушки установили дульный тормоз, который существенно снизил величину отката. Также для улучшения баллистических характеристик пушки увеличили длину ствола с 53 калибров до 56. Горизонтальный скользящий затвор, применявшейся на зенитных орудиях, заменили на вертикальный, а механический спуск на электрический, как это было принято для всех немецких танков времен войны.

Танковая пушка получила обозначение KwK 36 L/56 (нем. Kampfwagenkanone 36). Она крепилась передней частью люльки к массивной литой маске орудия. Маска в свою очередь имела цапфы и поворачивалась в вертикальной плоскости вместе с пушкой.

Конструктивно орудие включало в себя: ствол с кожухом; двухкамерный дульный тормоз; казенную часть с запирающим механизмом; люльку; гидравлический откатник и гидропневматический накатник; защитную раму экипажа с закрепленным на ней лотком для стреляных гильз.

Ствол

Ствол имел скрепляющий кожух, расположенный в месте наибольших давлений газов (участок, длиной примерно 2,6 метра от казенника). Кожух, одетый с натягом создавал в стволе напряжения сжатия, а сам испытывал напряжения растяжения. В результате внутренние и наружные слои металла ствола более равномерно воспринимали напряжения создаваемые давлением пороховых газов при выстреле, что позволяло увеличить максимальное давление в стволе.

В конце кожуха ставили стопорное кольцо.

Габаритная длина пушки (от среза дульного тормоза до среза казенника) — 5316 мм. Длина ствола — 56 калибров, т.е. L=88*56=4930 мм. Благодаря увеличенной длине ствола снаряды получали высокую начальную скорость, что обеспечивало им очень плоскую траекториею полета и большую бронепробиваемость. Ствол делали нарезным, чтобы придать вращение снаряду и запустить его по более точной траектории. Всего было 32 винтообразных нареза, завернутых в правую сторону, с глубиной 1,5 мм, шириной 3,6 мм и расстоянием друг от друга 5,04 мм. Длина нарезной части ствола — 4093 мм.

KwK 36 L/56 получилась очень мощной и точной пушкой. Германские власти тщательно протестировали точность 8,8 см орудия. Размеры мишени в испытаниях составляли 2,5 м в ширину и 2 м в высоту. Стрельба велась с фиксированных дистанций, например снаряд Pzgr 39, попадал в мишень со 100% точностью на 1000 м, на 2000 м точность уменьшалась до 87% и до 53% на 3000 м. Однако эти впечатляющие цифры должны расцениваться как взятые в контролируемой «тестовой» среде. С отклонениями вносимыми износом ствола, качеством боеприпасов и человеческих ошибок процент точности значительно падает на дальних дистанциях и, несомненно, точность снизится в боевых условиях, где существуют дополнительные факторы, такие как рельеф местности, атмосфера и сложные обстоятельства, действующие в бою.

Не возникает никаких сомнений, что пушка давала преимущество «Тигру» на поле боя. Она могла поражать большинство вражеских танков, на дальностях превышающих дистанции с которых противники могли вести эффективный ответный огонь.

В общей сложности было собрано 1514 орудия, которые приняли инспектора из Управления Армейских Вооружений (нем. Heereswaffenamt, сокр. HWA). Производили пушки две основные сборочные компании DHHV (сокр. от Dortmund-Horder Huttenverein AG) и Wolf Buchau. Каждый ствол стоил 18000 рейхсмарок.

Пушки маркировались клеймением на срезе казенной части. В левом нижнем углу ставили год выпуска (две цифры) и код производителя. Компания DHHV имела код «amp», а Wolf Buchau «cxp» (предположение автора). В правом нижнем углу размещался серийный номер пушки, состоящий из буквы R (сокр. от нем. Rohr – орудие) и цифр. Под номером мелким шрифтом указывали номер контракта с производителем, состоящий непосредственно из двух букв FL (сокр. от нем. Fertig Lieterant – Завершил Поставку), порядкового номера и кода производителя.

Ниже приведен снимок казенной части Tiger 131. Как видно пушка этой машины произведена в 1942 году (число «42») компанией DHHV (код «amp») по контракту номер 79 и имеет серийный номер R179. Строчка штампа «S: M: 79 FL amp» предположительно обозначала еще одну маркировку контракта.

Как известно всего было произведено 1354 «Тигра», а это значит, что оставалось только 160 «запасных» стволов. Срок службы ствола оценивался в 6000 выстрелов и зависел от типа используемых снарядов, которые изнашивали ствол и делали пушку чуть менее точной. По этой причине было маловероятным, что на большинстве танков сменят стволы в течение срока их эксплуатации.

Дульный тормоз

Для уменьшения отката и облегчения функционирования противооткатных устройств KwK 36 оснащалась большим двухкамерным дульным тормозом. Дульная тормозная система работает путем захвата расширяющихся газов, которые вырываются из ствола после вылета снаряда. Газы толкают ствол вперед от танка и тем самым противодействуют части силы отката. «Tigerfibel» гласил, что дульный тормоз, установленный на «Тигре» снижает отдачу на 70%, и предупреждал, что нельзя стрелять из пушки, если тормоз отстрелили или повредили.

Дульный тормоз прикручивался к концу ствола и фиксировался стопорным кольцом.

В процессе производства в дульный тормоз внесли некоторые изменения, поэтому стоит знать, что существовали также ранние и поздние его версии.

Балансир и замок-фиксатор

Тяжелый дульный тормоз на длинном стволе смещал центр масс пушки к срезу ствола, что привело к дисбалансу орудия относительно цапф маски орудия. Для устранения этой проблемы, на ранних версиях танка, орудие было сбалансировано тяжелой пружиной, находящейся в трубе вдоль правого борта в башне и присоединенной к маске орудия через систему рычагов.

На поздних версиях балансир разместили в задней части башни с небольшим наклоном по вертикали за сиденьем командира. Теперь балансир связывал защитную раму экипажа и пол башенной корзины.

Когда орудие не использовалось, его фиксировали замком, расположенным под потолком башни над казенной частью. В походном положении замок-фиксатор цеплялся за шпильки по бокам казенника, тем самым защищая элементы конструкции от нежелательных напряжений и исключая возможные перемещения ствола. Конструкция замка менялась во время производственного цикла Тигра, так как экипажи жаловались на время, которое требовалось, чтобы освободить и привести орудие в действие.

Следует напомнить, что тигр должен был остановиться, чтобы произвести точный выстрел. Стрельба на ходу с нестабилизированной пушки была крайне неточной и приводила к бесполезной трате боеприпасов.

Люлька

Люлька предназначалась для размещения в ней ствола и противооткатных устройств. Она крепилась к маске орудия своей передней частью.

Откатник с накатником в свою очередь крепились по бокам люльки. Ствол проходил через центральную трубу люльки и опирался на два латунных направляющих кольца запрессованных в нее.

При выстреле ствол откатывался, скользя по кольцам, назад и тормозился противооткатными устройствами.

Накатник

Гидропневматический накатник заправлялся газом и жидкостью, находящимися в непосредственном контакте, и поглощал 5% силы отката. Жидкостный цилиндр располагался в нижней части внешнего газового баллона. Осевые линии обоих цилиндров параллельны. Жидкостный цилиндр полностью заполнялся раствором глицерина с водой, а остальная часть механизма заправлялась азотом до надлежащего давления.

Работает накатник следующим образом. После отдачи, стержень накатника с поршнем останавливаются в тыльной позиции, а жидкость переносится из жидкостного цилиндра в газовый баллон. Газ сжимается с уменьшением объема цилиндра, тем самым уменьшая энергию отдачи. В то время как накатник поглощает часть энергии отдачи, откатник поглощает остальную энергию отдачи и дополнительно регулирует длину отката. При накате движущей силой является расширяющийся газ стремящийся вернуть жидкость обратно в жидкостный цилиндр, тем самым активизируя поршень накатника. Сила наката гасится тормозом отдачи. После нескольких выстрелов, газ и жидкость эмульсируют. Такое состояние, однако, не меняет отношения давления и объема, и жидкость по-прежнему эффективна для использования, при условии достаточной герметичности камеры.

Поршневой шток выполнен полым, чтобы устранить вакуум, который будет вызван в герметичном цилиндре. Этот канал позволяет выйти воздуху из задней части головки поршня.

Откатник

Тормоз отката полностью заполнялся тормозной жидкостью и поглощал 25% силы отката.

Он состоит из коаксиально расположенных внешнего цилиндра, веретена с модератором и штока с поршнем. Цилиндр заполнен жидкостью при атмосферном давлении. Веретено соединено с цилиндром неподвижно.

При отдаче, поршень и веретено управляют ходом казенной части. Когда оружие откатывается, часть жидкости выдавливается через кольцевой зазор между головкой поршня и веретеном. Другая часть жидкости проходит через клапан модератора и заполняет увеличивающуюся полость штока за модератором. Сжатая жидкость, протекая через сужающийся канал, отнимает большую часть силы отдачи и постепенно доводит пушку до полной остановки. Часть силы отдачи также поглощается повышением давления азота в накатнике. Далее действие наката активируется расширяющимся азотом в накатнике. Тормозная жидкость, которая сейчас находится в передней части головки поршня, проходит обратно через кольцевой зазор. Шток с поршнем скользит назад, а веретено с модератором проникает все глубже в шток, вытесняя из него жидкость. Клапан закрывается, жидкость нагнетается и выходит через канавки в штоке и отверстия в модераторе. Сила наката, таким образом, уменьшается и пушка приходит в состояние покоя без удара. Ниже для лучшего понимания приведена общая схема похожего по конструкции отактника не от «Тигра».

Защитная рама экипажа с лотком для гильз, индикатор отката

К задней части люльки крепилась защитная рама ограждавшая экипаж от удара казенной частью  при откате орудия.

Под рамой располагался брезентовый лоток для стреляных гильз.

На раме устанавливали индикатор отката ствола. Он был напоминанием о тормозной жидкости, содержащейся в орудийной гидравлике. При откате казенная часть орудия сдвигала указатель. Пушка могла перемещаться назад до 620 мм, но при нормальной работе противооткатных устройств откат составлял 580 мм, о чем свидетельствует надпись «Feuerpause» (с нем. Прекращение огня) над соответствующей отметкой.

Казенная часть

Казенная часть имела в сечении форму квадрата со стороной 320 мм. Клиновой затвор вертикально раздвижной типа задвигался в расточенное прямоугольное отверстие в казеннике, которое воспринимало отдачу от ствола и затвора. На казенной части крепились части затворного механизма и штоки противооткатных устройств.

Приводной механизм

Приводной механизм, открывавший и закрывавший затвор, состоял из приводного штока, открывающей и закрывающей спиральных пружин, разделительной пластины, пускового рычага, левой и правой частей корпуса.

Пружины вставлялись в левый и правый корпуса. Между корпусами устанавливалась разделительная пластина. Собранный корпус одевался на приводной шток. Далее шток вставлялся в казенную часть, проходя ее насквозь, корпус механизма при этом располагался справа от казенника. С другой стороны приводного штока крепилась кулиса (левая сторона казенника). При откате кулиса входила в зацепление с дорожкой, при накате она двигалась по дорожке, инициируя работу автоматики.

Приводной шток также проходил через пусковой рычаг, который в свою очередь входил в зацепление с отверстием в правом боку затвора. Именно посредством пускового рычага на затвор передавались усилия от пружин для его закрытия и открытия.

Левая часть корпуса приводного механизма имела рукоятку, предназначенную для открытия затвора в ручном режиме. Когда механизм затвора установлен в ручной режим, пружина выходит из зацепления с приводным механизмом, и затвор может быть открыт и закрыт без действия пружины.

Затворный механизм

Затворный механизм имел клиновой затвор вертикально раздвижной типа и полуавтоматическое управление. В полуавтоматическом режиме после выстрела пустая гильза автоматически выбрасывалась из каморы, в то время как затвор оставался открытым, и готовым к заряжанию следующего снаряда. Затвор удерживался открытым посредством выбрасывателя, вопреки действию закрывающей пружины. При заряжании снаряда, выступающая закраина гильзы ударяла выбрасыватель, он срабатывал, и позволял затвору закрыться.

Выбрасыватель представлял собой два вертикальных прямоугольных прутка соединенных общей горизонтальной осью. Сверху на прутках имелись зацепы, которыми он удерживал затвор в открытом положении. В нижней части прутков располагались выступы предназначенные для срабатывания выбрасывателя при открытии затвора. Затвор, двигаясь вниз, ударял по выступам, тем самым поворачивая выбрасыватель на небольшой угол, и он в свою очередь выбивал гильзу из каморы. После полного открытия затвора и извлечения гильзы верхние зацепы выбрасывателя входили в зацепление с затвором, и удерживали его в открытом положении.

Переключатель режимов

Переключатель полуавтоматического и ручного режимов находился с правой стороны казенника и имел два положения.

Для включения ручного режима нужно было перевести переключатель в положении «Sicher», что в переводе с немецкого означает «Безопасный». В ручном режиме заряжающий мог сам открывать и закрывать затвор. Этот режим использовался в основном для открытия затвора при заряжании первого выстрела. Кроме того, электроспуск в ручном режиме не работал, то есть, можно сказать, орудие находилось на предохранителе. Для полуавтоматического режима переключатель переводили в положение «Feuer», «Огонь». В этом режиме после выстрела затвор автоматически открывался и гильза выбрасывалась в лоток. Таким образом, орудие после работы автоматики сразу было готово к заряжанию и проведению следующего выстрела.

Электрический спуск

KwK 36, как и все танки вермахта, оснастили электрическим спуском. Это значит, что воспламенение электрозапальной втулки происходило от нагрева при протекании через нее электрического тока. Электрическое воспламенение по сравнению с ударным (применявшимся на Flak 18/36) имеет меньшее время срабатывания и дает возможность производить выстрел в любой момент по желанию стреляющего нажатием всего лишь одной кнопки.

Как видно из схемы цепи, в ней присутствовали два аварийных выключателя, размыкающие цепь в случае неправильной работы противооткатных устройств. Выключатели исключали возможность совершить выстрел, который приведет к поломке орудия. Первый выключатель – электрический, размыкал цепь, если после выстрела орудие не возвращалось в свое первоначальное положение. Второй – гидравлический, который размыкал цепь при снижении давления накатнике (предположение автора).

Выстрел осуществлял наводчик, нажимая рычаг спуска (имевший форму дуги) находящийся за маховиком вертикальной наводки орудия. В результате нажатия на рычаг замыкалась токовая цепь электроспуска питающаяся от аккумулятора 12 вольт.