«Броневой институт». Советский Союз учится делать броню
ЦНИИ-48
Ключевую роль в появлении противоснарядной брони у советских танков сыграл Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов, или ЦНИИ-48 «Броневой институт». В период, когда производство танков было вынуждено переведено на Урал и разразился танковый кризис 1941-1942 годов, именно специалисты «Броневого института» осуществляли координацию усилий по его разрешению. Рассмотрим историю появления этого выдающегося института.
Идейным вдохновителем появления ЦНИИ-48 на базе Ижорской центральной броневой лаборатории стал Андрей Сергеевич Завьялов, один из главных создателей легендарной танковой брони Т-34. Свою карьеру молодой инженер начал еще в 1930 году во Всесоюзном научно-исследовательском институте металлов, а спустя два года был назначен начальником Центральной заводской лаборатории Ижорского завода.
Именно здесь Завьялову пришла во многом революционная идея оснащения танков противоснарядной броней, которая укрепилась после испытаний брони Т-26 обстрелом 37-мм пушкой. Оказалось, что легкий танк насквозь прошивается не самыми могущественными снарядами. Тогда легкий танк производили из хромо-кремнисто-марганцовистой стали марки ПИ 15-мм толщины. Это кстати, было в обход основной технологии, требующей 10- и 13-мм цементированной брони, которую, к сожалению, ни в Мариуполе, ни на Ижорском заводе качественно делать не умели. В итоге Т-26 был на 800 килограммов перетяжелен, да еще и малокалиберные снаряды не держал – во многом это было следствием высокой доли брака (до 50%) в танковых корпусах. Завьялов забил тревогу в 1935 году (напомним, что он был один из первых в мире с такой инициативой), но в итоге был чуть не уволен как «возмутитель спокойствия». Помог Совет труда и обороны, состоявшийся в мае 1936 года, на котором Завьялов донес свою идею до Жданова и Сталина. В итоге появилось Главное управление по производству брони, которому передали Ижорский и Мариупольский заводы, а их лаборатории переименовали в броневые. Не стоит думать, что Андрей Завьялов позаботился таким образом только о танках – в образованных лабораториях работали в том числе и над бронированием эсминцев и линкоров, а позже и штурмовиков Ил-2.
С 1938 года, когда образовался ЦНИИ-48 под руководством А. С. Завьялова, институт вплотную занялся разработкой новых сортов бронестали для средних и тяжелых танков. Варкой стали занимались в 10-30-тонных электропечах и 30-40-тонных мартеновских печах с точным соблюдением всех нюансов производства брони. Высочайшая технологическая дисциплина требовала чистых материалов и ёмкостей, а также точного дозирования легирующих материалов: марганца, хрома, никеля, кремния и молибдена. Одной из первых марок гомогенной брони в «Броневом институте» стала сталь 2П, предназначенная для участков корпуса, не подверженных высоким ударным нагрузкам. Однако подлинную славу ЦНИИ-48 принесла бронесталь 8С, отличающаяся высокой твердостью и предназначенная для изготовления катаных и литых бронедеталей. Именно 8С станет чуть позже основой броневой мощи средних танков Т-34.
О масштабах научно-исследовательской работы в «Броневом институте» говорит тот факт, что в ходе поиска оптимального рецепта было расстреляно более 900 бронеплит различного состава и толщины. На первый взгляд, новая твердая броня обладала одними только плюсами – отлично сваривалась, уверенно держала большинство противотанковых снарядов калибром до 50 мм и по совокупности качеств превосходила немецкие аналоги. Однако такие замечательные свойства 8С проявляла только при строгом соблюдении технологического цикла производства, который возможен был только на Ижорском заводе и в Мариуполе. Так, если в броне высокой твердости повысить содержание углерода до 0,36%, то брак по трещинам в деталях повышался до 90%! О том, как трещины в корпусах стали настоящим бичом средних танков Т-34 в первой половине войны, рассказывалось в материале «Трещины в броне. Дефектные Т-34 для фронта».
Справедливости ради стоит отметить, что первые средние танки с трещинами появились в РККА не во время войны, а еще в 1940 году на Т-34 первых серий, бронекорпуса которых изготавливались с нарушениями. При этом важно знать, что тяжелые танки КВ не страдали от такого недуга по причине другого состава бронестали. Все дело в теоретических расчетах и практических экспериментах ЦНИИ-48 конца 30-х годов, в ходе которых выяснилась поражаемость 8С бронебойными боеприпасами калибром более 75 мм. И здесь уже во всей красе проявлялись негативные стороны сплавов высокой твердости – они не просто пробивались, а раскалывались на фрагменты различного размеры. Простое увеличение толщины особо эффекта не приносило – волна сжатия даже без пробития вызывала очень опасное осколочное поле внутри танка. Поэтому для КВ в «Броневом институт» сварили гомогенную бронесталь средней твердости, способную противостоять снарядам калибром более 75 мм. Но и здесь были свои нюансы. Оказалось, что гомогенная броня хуже многослойной противостоит остроголовым снарядам, что может быть чревато при поражении танка по нормали. Пара случаев даже была зафиксирована во время советско-финляндской войны, когда безобидные 37-мм остроголовые снаряды очень удачно попали по КВ и на 68 мм вошли в броню, то есть чуть не пробили танк. Тогда тревогу начал бить уже начальник специального технического бюро Н. А. Рудаков, предлагая вводить дорогостоящую процедуру цементации брони, но дальше экспериментов на Ижорском заводе дело не пошло. В ходе опытных работ оказалось, что преимущество цементированной брони над гомогенной проявляется только при толщине более 150 мм, что, естественно, было не совсем возможно было реализовать в серии. Собственно, это и определило облик средних и тяжелых танков Советского Союза, сваренных из гомогенной брони высокой и средней твердости, отличной противостоящей тупоголовым снарядам, но нередко пасующей перед остроголовыми, подходящими к цели под углами, близкими к нормали. В остальных случаях рациональные углы корпуса были отличной панацеей от большей части немецкой артиллерии (по крайней мере, в начальный период войны). Возвращаясь к проблеме трещинообразования в корпусах Т-34, стоит сказать, что и на КВ они появлялись, но не были критичны и не снижали противоснарядную стойкость.
«Броневой институт» на войне
Специалисты ЦНИИ-48 уже в июле 1941 года работали на перестройке под новые военные нужды 14 крупнейших в Советском Союзе предприятий. В их числе Магнитогорский, Кузнецкий, Ново-Тагильский и Чусовской металлургические комбинаты, а также знаменитый Уралмаш и горьковский «Красное Сормово». Среди множества работ «Броневого института» только к началу 1942 года на соискание Сталинской премии были выдвинуты следующие проекты (как сейчас говорят): «Разработка и внедрение в производство литых башен КВ», «Разработка марки стали-заменителя и процесса производства броневой стали для тяжелых танков КВ в основных мартеновских печах большой емкости», «Разработка и внедрение в производство процесса сварки тяжелых танков», а также «Новый тип противоснарядной танковой брони высокой твердости толщиной 20, 30, 35, 40, 45, 50 и 60 мм из кремне-хромо-никель-марганец-молибденовой стали марки М3-2». В феврале 1942 года на Верхне-Исетском заводе специалисты ЦНИИ-48 разработали и внедрили технологию литья башен для легких танков Т-60, чем значительно сократили расход энергии и ресурсом.
С Магнитогорским металлургическим комбинатом вообще ситуация была близка к катастрофе – в начале войны пришло распоряжение о организации производства броневых сталей для танков. А до этого на предприятии выпускали исключительно «мирную» сталь, в цехах отсутствовали специфические «кислые» мартеновские печи и, естественно, не было ни одного специалиста по литью столь сложных составов. В итоге вопрос решили специалисты ЦНИИ-48, которые первые в мире придумали выплавлять броню в основных печах – читайте выше полное название соответствующей проектной работы. Это позволило на два месяца раньше назначенного срока осуществить первый выпуск брони из 150-, 185- и 300-тонных мартенов. А 28 июля 1941 года также впервые в мире удалось провести прокатку броневого листа на не предназначенном для этого гражданском блюминге. В итоге каждый второй советский танк изготавливался из магнитогорской брони. И такой сценарий с разной степенью успешности повторялся на других предприятиях черной металлургии Советского Союза. Но у подобной стремительности, безусловно, есть и обратная сторона.
В книге «Танковая промышленность СССР в годы Великой Отечественной войны» кандидат исторических наук Никита Мельников пишет, что по нормам до 1941 года 45-мм бортовая броня Т-34 должна была выдерживать прямое попадание 45-мм противотанкового снаряда с дистанции в 350 метров. Но уже в 1942 году, в разгар аврального производства танков на уральских предприятиях, норматив по стойкости брони был серьезно снижен – точно такой боеприпас не должен был пробивать борт танка уже с 800 метров.
«Броневому институту» в ряд неоспоримых заслуг можно поставить внедрение к лету 1942 года технологии производства литых башен танков КВ. Это новшество, ставшее во многом вынужденным, помимо всего прочего, на 40% снизило объем работ по мехобработке башен, на 20% снизило потребление дефицитной катаной брони и на 50% сократило прессо-гибочные работы на танковых заводах. А использование литья при изготовлении башен Т-34 (также по технологии ЦНИИ-48) позволило хотя бы на этой части танка избавиться от пресловутых трещин.
Кроме чисто технологической работы на объектах танкового производства, специалисты ЦНИИ-48 занимались и статистическими исследования на полях сражений. В дальнейшем это стало основой для разработки тактики использования отечественных бронемашин и рекомендаций по уничтожению вражеских.
В условиях нехватки легирующих добавок к бронесталям в 1943 году в ЦНИИ-48 совместно с Уральским танковым заводом №183 была создана новая марка брони — 68Л. Её приняли на вооружение в качестве недорогого заменителя 8С, так как на 1000 танков этот сплав позволял экономить 21 тонну никеля и 35 тонн ферромарганца.
Советский Союз вышел из Великой Отечественной войны победителем, и немалую роль в этом сыграл небольшой коллектив ЦНИИ-48, ставший настоящей кузницей броневых сталей для фронта, работа которого сопровождалась настоящими триумфами и вынужденными неудачами.