Как утопить гадкий японский авианосец.

Лёха Хренов, герой романа "Иероглифа судьбы", будучи "добровольцем" в Китае, в качестве помощи китайскому народу, вешает на внешнюю подвеску своего бомбардировщика СБ две бомбы ФАБ-100 и идет в атаку на японский лёгкий авианосец "Редзё".

С его удачливостью он умудряется влепить обе бомбы точно в японское корыто. 

двухмоторный русский бомбардировщик и всадил в его «Рюдзё» две бомбы.

Две! Прямо как в плохом сне.

Одна взорвалась точно над полётной палубой, сметя за борт несколько готовых к вылету самолётов и сумев поджечь разлившийся бензин. Пожар, впрочем, быстро потушили — японская дисциплина и пожарные расчёты сработали чётко и самоотверженно. Но вторая… вот она и стала настоящим ударом судьбы.

Вторая бомба пробила борт и взорвалась рядом с шахтой основного, носового самолётоподъёмника. Взрыв перекосил механизм, заклинив его насмерть между «здесь» и «там». Ни поднять, ни опустить. На палубе остались шесть самолётов перед разверзшимся люком без возможности взлететь, в ангаре — ещё больше тридцати, и теперь они жили каждый в своём аду.

В комментариях развернулась обширная дискуссия - мог или не мог.

Автор пообщался с Лёхой, решил высказать свою аргументацию - МОГ.  Не без помощи "зеленых человечков", но попасть и заклинить самолётоподъемник - МОГ.

Исторически известно, что "Рёдзю" использовался в поздней весной 1938 как раз у побережья Гонконга и в середине мая был срочно отозван в Японию в док, где и был в очередной раз починен и перестроен.

Что представлял сам авианосец "Рёдзю"?

Русская Рюдзё на Вики

Что бы не читать много - лёгкий авианосец. Длина - 175,36 метров, ширина 20,32 м, высота 20,5 м (от киля до лётной палубы), осадка 5,5 м (исходно, при нормальном водоизмещении).

Изначально был запланирован был в одну палубу и высоту 4.6 метра надводного борта в центре и 3 метра в корме. Напомним - при осадке 5.5 метров! Однако желание штаба ВМС иметь много самолетов заставило надстроить ещё одну палубу и высота до воды стала аж 15 метров.
Корабль получился очень валкий - читаем вики.

На испытаниях «Рюдзё» при выполнении циркуляции получал столь большой крен, что закреплённые по бокам ангаров на шлюпбалках и на верхней палубе шлюпки срывались в море или получали повреждения. Участвовавший в разработке проекта авианосца в Арсенале Йокосуки инженер Китаро Мацумото рассказывал, что в ходе них он, находясь в верхнем ангаре, при крене в 20° видел через шахту подъёмника побережье Татэямы.

То есть говоря нормальным языком "верхнего" веса у него было очень много. 

Теперь разбираемся с бронированием этого японского чуда.

Броневая защита авианосца была сильно ограничена его водоизмещением и в целом должна была обеспечивать защиту от близких разрывов авиабомб и попаданий снарядов малых калибров. Отсеки энергетической установки прикрывалась на всём протяжении броневым поясом из 46-мм плит NVNC[прим. 2], который должен был их защищать от огня 127-мм орудий эсминцев. Погреба боезапаса имели бронирование аналогично погребам договорных тяжёлых крейсеров, подобно же были прикрыты и цистерны авиабензина.

Если же резюмировать японские источники:

Лёгкий авианосец “Рюдзё”:

— Верхняя обшивка корпуса: 12–22 мм обычной корабельной стали (MS, mild steel), без броневых вставок.

Использовалась только как несущая обшивка, не обеспечивающая баллистической защиты.

— Главный пояс (у машинных и котельных отделений): до 46 мм NVNC — никель-ванадиевая нецементированная броня. Проектировался исключительно для защиты от фугасных снарядов эсминцев калибра 120–127 мм, располагался ниже ватерлинии.

— Палубы:

Полётная палуба — обычная стальная конструкция, покрытая листами мягкой стали толщиной 10–12 мм.

Ангарная палуба над погребами боезапаса — усилена листами до 25 мм.

— Надстройки, ангарные борта и вторая палуба: 8–16 мм корпусной стали, без брони.

Эти элементы выполняли только роль лёгких ограждений и не имели прочности против осколков или авиабомб.

Таким образом, вся верхняя часть борта «Рюдзё» — от ватерлинии до полётной палубы — не имела бронирования вообще.

Броневой пояс защищал только нижнюю часть машинных отделений, а над ним — тонкий, 12–20-миллиметровый стальной лист.

От борта до подъемника?

Возникает интересный вопрос - а какое расстояние надо преодолеть взрывной волне от борта до подъемника?

Ширина - 20.3 метра, носовой подъемник имел размеры 15.7 м х 11.1 м и располагался поперек. Итого... 2.3 метра.

Теперь рассмотрим попадание советской авиабомбы ФАБ-100. Со слов штурмана Хватова вторую бомбу они влепили как-то так.

Первый вопрос - как бомба рикошетирует от воды - сколько энергии она теряет.

Входные допущения

– масса бомбы ФАБ-100 ≈ 100 кг.

– скорость самолёта при сбросе ≈ 350 км/ч = 350/3.6 ≈ 97 м/с.

Шаги и расчёт кинетической энергии перед контактом

KE = ½ m v² = 0.5 × 100 kg × (97 m/s)²

(97² = 9409)

KE = 50 × 9409 = 470 450 Дж ≈ 4.7·10^5 Дж

Что происходит при «отскоке»:

При броске бомба сначала взаимодействует с поверхностью воды: часть энергии рассеивается на гидродинамическое сопротивление, распыл и возмущение воды, часть уходит на вращение/скольжение бомбы (торсионная/ротационная кинетика), часть — на деформацию корпуса бомбы и волну. Потери зависят от угла встречи с водой, формы и обшивки бомбы, скорости и состояния моря и т.д. Практические диапазоны — большие: от малых потерь при очень «плоском» скипе до значительных при глубоком врезании в волну.

Берём, что после одного удачного «плоского» отскока бомба сохраняет от 90% до 50% своей кинетической энергии; для «неудачного» врезания — 20% и ниже.

Исходная KE = 470 450 Дж

1. Очень удачный отскок — сохранено 90% энергии
   KE_after = 0.9 × 470 450 = 423 405 Дж
   Потеря = 47 045 Дж
   Скорость после = sqrt(2·KE_after / m) ≈ 92,0 m/s = 331 км/ч
2. Типичный «плоский» отскок — сохранено 70%
   KE_after = 0.7 × 470 450 = 329 315 Дж
   Потеря = 141 135 Дж
   Скорость после ≈ 81,2 m/s = 292,3 км/ч.
3. Сильная потеря при частичном вхождении в воду — сохранено 50%
   KE_after = 235 225 Дж
   Потеря = 235 225 Дж
   Скорость после ≈ 68,6 m/s = 247 км/ч.
4. Глубокое врезание / «плохой» отскок — сохранено 20%
   KE_after = 94 090 Дж
   Потеря = 376 360 Дж
   Скорость после ≈ 43,4 m/s = 156,24 км/ч.

Что это значит для атаки.

– Если бомбу сбросили с небольшой высоты, то после сброса она заходила почти плоско и едва коснулась воды, можно с хорошей реалистичностью допустить потерю энергии порядка 10-30%. 

Второй вопрос - куда же попадет бомба?

Дистанция сброса 300 м, высота сброса 30 м, скорость самолёта 350 км/ч (≈97,2 м/с).

Бомба сначала коснётся воды на ~240 м, затем отскочит и пролетит в воздухе до контакта с бортом корабля. До удара по борту будет один отскок. Реальный результат сильно зависит от формы бомбы, волн и точности сброса, но ~3 с времени полёта после отскока, горизонтальный пробег второго этапа в сотни метров, дают именно такой сценарий.

А не перепрыгнет ли она борт? Не должна. Опустим расчеты, выводы:

• e = 0.5 → H ≈ 7,5 м
• e = 0.6 → H ≈ 10 м
• e = 0.7 → H ≈ 12 м
• e = 0.9 → H ≈ 18 м

Вывод (практический).

При наших исходных числах и при «хорошем отскоке» (e ≈ 0.6-0.8) бомба после отскока поднимется примерно на 10–12 метров. При поганом отскоке — 5–8 м, при исключительно удачном — до ~18 м.

Реальная бомба при отскоке теряет энергию также из-за гидродинамического сопротивления, сопротивления воздуха, — это снижает e; поэтому числа выше — оптимистичны.

Вариант 7-12 метров от воды - то есть в верхнюю половину борта  - вполне реален.

Следующий вопрос - 

Какие повреждения может нести ФАБ-100 влетев на скорости 300км/ч в стальной лист борта толщиной 20 мм находящимся устройствам расстоянии в два с половиной метра?

1. Удар о борт. 

Для 20 мм корабельной стали,  хватает чтобы лист сначала вмяло, потом надорвало и бомба продавила себе «окно». Особенно если удар почти перпендикулярно.

Бомба с большой вероятностью оказывается ВНУТРИ корпуса, за 20-мм листом. 

2. Взрыв 45 кг тротила на расстоянии 2,5 м

Z (удельная дистанция взрыва или нормированное расстояние взрыва, используется в расчётах взрывов (военных, строительных, гидродинамических) и связывает массу взрывчатки с расстоянием до точки действия)

Пример:

• Z = 0.5 → чудовищное давление (до 1 МПа и выше).
• Z = 1 → около 0.2–0.3 МПа.
• Z = 2 → уже только окна вылетят.

В нашем случае Z ≈ 0.7 означает ближнюю зону взрыва — сильное, почти катастрофическое давление на уровне 0,4–0,5 МПа, то есть 4–5 кгс/см². В замкнутом/полузамкнутом объёме отсека может быть и выше, просто потому что волна отражается от стенок.

Рельсы  самолётоподъёмника на японских  авианосцах — это приличные стальные стойки/швеллеры, приваренные/приклёпанные к силовым конструкциям вокруг шахты. Но:

1. Взрыв близко (2,5 м) бьёт прежде всего по плоским листам — их выгибает.
2. Лифт ходит в проёме с зазорами в миллиметры (сантиметры-гы). Любое коробление стенки шахты на 10–15 мм уже достаточно, чтобы каретка встала.
3. Взрывная волна даст мгновенную поперечную нагрузку на направляющие. Стойки могут не сломаться, но их уведёт, а крепёж частично оторвёт.
4. Если рядом проходит кабель или цепь подъёма (на «Рюдзё» были проблемные, не самые мощные подъёмники) — обрыв или заклинивание — почти гарантированы.
5. Осколки. Корпус бомбы даёт тяжёлые осколки. В замкнутой коробке это как дробовик: побьёт проводку, трубопроводы, гидролинии, маслопроводы, всё, что идёт вдоль шахты.

Хватит ли этого, чтобы остановить лифт?

Ну тут уже дело за "зелеными человечками"! 

А для известных товарищей критиков автор не может удержаться и не вспомнить анекдот:

Сидят двое нищих. Перед каждым из них шляпа и картонка с надписью. У одного: «Подайте бедному еврею», у второго: «Подайте бедному арабу». Шляпа первого пуста, а у второго уже куча денег. Прохожий подходит к еврею, кидает монетку и говорит: — Слушай, ты бы надпись сменил, а то так и останешься голодным. 

Когда прохожий ушёл, еврей поворачивается к соседу: — Нет! Ты это слышал, Изя? Этот поц таки будет учить нас коммерции!