Yamato

[jogi balboa]

Hej

Przeglądając "Podręcznik artylerii" Blinowa znalazłem taki oto doświadczalny wzór na przebijalnośc pancerza (może się komuś przyda ).



gdzie:
b- grubość przebijanego pancerza w dm
Vc – szybkość końcowa pocisku w m/s
q – ciężar pocisku w kg
u – kąt uderzenia (prostopadła do pancerza = 90 stopni)
k- współczynnik charakteryzujący mechaniczne właściwości pancerza i wynoszący w przybliżeniu 2200; przy kątach uderzenia większych niż 60 stopni k=2400
d – kaliber pocisku w dm

To jest wzór Jacoba De Marre'a, ponoć jednak wyprowadzony analitycznie, z założeniem, że cała energia pocisku idzie na pracę przebijania pancerza. Nie jest tak do końca (jak wiadomo część tego idzie na ciepło) ale i tak wzór jest niezły. Do warunków realnych sprowadza go ów współczynnik k, mający odawać właściwości pancerza i pocisku (określa się go doświadczalnie). Waha się on jednak w znacznie szerszych granicach; dla pocisków z broni strzeleckiej sięga nawet 3000-5000, a dla pocisków ppanc. podkalibrowych jest rzędu 1700. Najlepiej policzyć go sobie dla jakiegoś podobnego pocisku o znanej penetracji i taki brać sobie do obliczeń.
(A jeszcze tak prywatnie wspomnę, że to był "mój" pierwszy wzór na przebijanie pancerza jaki znalazłem sobie przed laty; był o ile pamiętam w Encyklopedii Techniki Wojskowej. A pierwszy w życiu program jaki napisałem w BASIC-u był właśnie do liczenia przebicia z tego wzoru).

czyli mnie wychodzi że dla kąta 90 stopni k=
2143,025216 dla Iowa
2095,262377 dla bismarcka
2220,258694 dla brytyjskich 15"
podstawiając dane z http://www.navweaps.com/Weapons/WNBR_15-42_mk1.htm
No ale i tak wpływ kalibru jest bardzo duży a tego co piszesz wzór raczej dotyczy broni małokalibrowej w porównaniu z uzbrojeniem pancerników.

[ragozd]

No dobra - strzał prostopadły do kursu mamy już rozpracowany. A co teraz kiedy kurs okrętu daje nam nie 90%, a 60, 45, 30 i 0 stopni (czyli kreska nad T). Zwlaszcza w tej ostatniej sytuacji pancerz burtowy nie wchodzi w gre - co sie wtedy dzieje zwlaszcza z bliska, gdy tory pociskow sa plaskie i pancerz pokladu to chroni??

[ragozd]

Niezły link odnośnie % trafień
http://www.gwpda.org/naval/projtag.htm

[Maciej3]

Przepraszam za odgrzebanie tematu który umarł już ze 3 lata temu, ale przy zdobywaniu materiałów trafiłem tu.

No dobra - strzał prostopadły do kursu mamy już rozpracowany. A co teraz kiedy kurs okrętu daje nam nie 90%, a 60, 45, 30 i 0 stopni (czyli kreska nad T). Zwlaszcza w tej ostatniej sytuacji pancerz burtowy nie wchodzi w gre - co sie wtedy dzieje zwlaszcza z bliska, gdy tory pociskow sa plaskie i pancerz pokladu to chroni??

Tu w grę wchodzi zwykła geometria w przestrzeni 3D. Niestety wyobraźnia czasem zawodzi - a moja matematyka całkiem. Kiedyś sobie napisałem funkcję która liczy kąt pomiędzy dowolnie ustawioną prostą a dowolnie ustawioną płaszczyzną w przestrzeni 3d i zapomniałem jak to się liczy ( a liczy chyba dobrze bo wzory przepisane z podręcznika akademickiego no i dla kątów charakterystycznych daje dobre wyniki, a dla innych a oko sensowne )

Do wyliczania użyłem mojego programiku jawnie dając linią pod określonym kątem.
Dla porównania wziąłem King George V - jako przedstawiciel pionowego pancerza i Yamato jako najbardziej pochylony pancerz ze wszystkich pancernikowych ( 20 stopni ). Po chwili dorabiam jeszcze 15 stopniową North Carolinę
Wyliczania dla kątów ustawienia kadłuba względem toru lotu pocisków
90, 60 ( kurs na zbliżenie 30 stopni ) i 45 stopni.
Oraz dla kąta padania pocisków odpowiednio 0, 10, 18 stopni do poziomu.
Zero jest kontrolnie żeby sprawdzić obliczenia. Zresztą jest to mało prawdopodobne, ale może się zdarzyć. Jeśli kołysanie będzie większe lub równe kątowi padania pocisku, to akurat kadłub może być w niefartownej pozycji.
Podany kąt - to kąt pomiędzy linią a płytą pancerną liczony pomiędzy linią a prostą normalną ( tak jak się to liczy przy przebiciu pancerza. Kąt 0 stopni oznacza pocisk prostopadły do płyty )
Wszystkie wyliczenia zaokrąglone do 1 stopnia, coby nie zaciemniać obrazu

wyniki wyszły takie
burta w burtę - linia równoległa do powierzchni wody
KGV 0 North Carolina 15 Yamato 20

podejście 30 stopni - linia równoległa do powierzchni wody
KGV 30 NC 34 Yamato 34

podejście 45 stopni - linia równoległa do powierzchni wody
KGV 45 NC 45 Yamato 46


Teraz dla kąta padania pocisku 10 stopni. Dla brytyjskiej 14" oznacza to odległość ok 12 km - dla innych dział będzie inaczej, ale tu liczę kąt uderzenia w płytę w funkcji kąta padania a nie odległości strzału

burta w burtę - linia 10 stopni
KGV 10 NC 25 Yamato 30

podejście 30 stopni - linia 10 stopni
KGV 31 NC 37 Yamato 39

podejście 45 stopni - linia 10 stopni
KGV 45 NC 47 Yamato 50


Teraz kąt padania pocisku 18 stopni co dla 14" KGV daje jakieś 18 km

burta w burtę - linia 18 stopni
KGV 18 NC 33 Yamato 38

podejście 30 stopni - linia 18 stopni
KGV 34 NC 43 Yamato 44

podejście 45 stopni - linia 18 stopni
KGV 46 NC 50 Yamato 52

Żeby nie było że jakaś lipa to kilka obrazków z wyliczania kątów.
( wszystkich nie daję bo po co? I tak są nieczytelne )

[img=http://img172.imagevenue.com/loc165/th_23843_kgv30_122_165lo.jpg][img=http://img235.imagevenue.com/loc592/th_23844_kgv90_122_592lo.jpg][img=http://img104.imagevenue.com/loc145/th_23847_yamato10_90_122_145lo.jpg][img=http://img40.imagevenue.com/loc373/th_23847_yamato45_122_373lo.jpg]
[img=http://img135.imagevenue.com/loc359/th_23852_yamato90_122_359lo.jpg]


Widać że im ostrzejsze podejście do przeciwnika tym zysk z ukosowania mniejszy.
I teraz można sobie zadać pytanie czy było po co tak walczyć z tym ukosowaniem. Przy walkach burta w burtę i owszem, ale przy ostrych kątach podejścia to właściwie na jedno. I tu wchodzi system kierowania ogniem.
Już gdzieś tam pisałem jak to okręt kołysze się we wszystkie strony.
W okolicach I wojny systemy kierowania ogniem potrafiły kompensować przechyły na burty tylko w przypadku gdy działa były zwrócone dokładnie na którąś z burt. W momencie gdy działa były pod kątem to przechyły boczne i podłużne powodowały zmianę kąta podniesienia oraz kierunku liczonego względem wody. Ówczesne systemy kierowania ogniem nijak nie potrafiły sobie z tym poradzić. W efekcie jeśli chcieliśmy nie tyle trafić w przeciwnika ile trafiać to nasz okręt musiał być ustawiony dokładnie bokiem do przeciwnika. Inaczej skuteczność naszego ognia gwałtownie spadała. Taki system miał pierwszy na świecie okręt z ukosowanym pancerzem - Hood. Tłumaczy to też dlaczego nie trafił w Bismarcka ani Prinz Eugena przy podejściu - raczej nie mógł chyba że przypadkiem. Dopiero po zwrocie mógł być skuteczny, ale go nie dokończył.

Natomiast w okolicach II wojny miało to coraz mniejszy sens. Systemu kierowania ogniem osiągnęły taki poziom, że pozwalały na skuteczne strzelanie praktycznie przy dowolnym ustawieniu wież. Amerykanie to mieli prawie obsesję na tym punkcie montując RPC czy różne stabilizatory. W efekcie okręty mogły walczyć na ostrych kątach i to skutecznie. A tu zysk z ukosowania był coraz mniejszy, a wady takie same.
Może właśnie dlatego Anglicy którzy jako pierwsi zastosowali taki pancerz u siebie potem sobie go darowali? Bo czy było o co kruszyć kopie jak nawet przy 20 stopniach pochylenia komplikujących konstrukcję jak nie wiem co, w odpowiednich okolicznościach zyskiwało się 3-6 stopni kąta padania? A przy mniejszym pochyleniu to już na poziomie błędu obliczeń ( no raczej kołysania okrętu ?), kształtu kadłuba - przecież burty nie były na całej długości równoległe, czy samych różnic w jakości ( czytaj odporności na przebicie ) pancerza w różnych jego miejscach.

Choć oczywiście pozostaje jedna sprawa. Ostrego kursu nie dało się utrzymać przez cały czas - bo albo się za bardzo zbliżyliśmy albo oddaliliśmy od przeciwnika. W efekcie trzeba było manewrować i były momenty gdzie okręt ustawiał się dokładnie bokiem. Na pociski nadlatujące w tym momencie ukosowany pancerz oczywiście super oddziaływał. Tylko pytanie ile było takich momentów i czy warto było o to walczyć? Z wyjątkiem Brytyjczyków i Niemców cała reszta uznała że tak. Co do Niemców to można im zarzucić czysty konserwatyzm i skopiowanie rozwiązań opancerzenia z I wojny. Ale Angole to raczej w pełni świadomie z premedytacją odpuścili sobie ukosowanie. No ale w owym czasie opracowali najlepszy system kierowania ogniem - do celów morskich. Bo do lotniczych to nie za bardzo.

A jeszcze odnośnie dokładnie crossing the T - przy wzorcowym ustawieniu ( dla strony mniej uprzywilejowanej ) nie liczył się pancerz burt tylko przedniej grodzi. A ten prawie nigdy nie był pochylony. Pochylili go chyba tylko na Yamato.
No i mamy kolejną korzyść z ustawienia się w ten sposób - my walimy burtami więc poza samą większą ilością dział mamy lepszą skuteczność systemów kierowania ogniem. A przeciwnik musi bić przez dziób z czym przed II wojną mało kto - jeśli ktokolwiek - sobie radził

[CIA]

Nie wiem/nie pamiętam czy było?

Pewnie jakaś ściema...?

[MiKo]

http://www.j-aircraft.org/smf/index.php?topic=11668.0

[CIA]

podejście 30 stopni - linia równoległa do powierzchni wody
KGV 30 NC 34 Yamato 34

podejście 30 stopni - linia 10 stopni
KGV 31 NC 37 Yamato 39

podejście 30 stopni - linia 18 stopni
KGV 34 NC 43 Yamato 44

Postanowiłem sprawdzić , w końcu (po trzech latach ) znalazłem troszeczkę czasu
Narysowałem sobie to w AutoCAD-zie, bo wszelkich wzorów trygonometrycznych, to też już dawno zapomniałem
Pewnie gdzieś sie rąbnąłem, bo wyniki wyszły mi troszeczkę inne. Jeszcze raz to muszę chyba sprawdzic... Maciej3 jesteś w 100% pewnien swych wyliczeń? Kąty wyszły jakieś nieokrągłe (tutaj podaję zaokrąglone), ale Tobie też, więc to chyba nie błąd...hmmm... a może ACAD oszukuje?

Odkopuję wątek, bo myślę, że Twój post warty jest tego , a przeszedł jakos tak bez echa.... Może wrzucił by go ktoś (wraz ze Wzorem Tellera i Jacoba De Marre'a) do działu Technikalia tytułując "Pancerz wychylony" czy coś w tym rodzaju ? Większość tego wątku w zasadzie dotyczy tego, jakże fascynującego, zagadnienia, więc może cały wątek (no może z jakimiś cięciami) ze zmienionym tytułem ?


Ale do rzeczy, z ACADa wychodzi mi tak:

podejście 30 stopni - linia równoległa do powierzchni wody
KGV 30 Yamato 36

podejście 30 stopni - linia 10 stopni
KGV 31 Yamato 42

podejście 30 stopni - linia 18 stopni
KGV 35 Yamato 48

[Maciej3]

Jestem pewny obliczeń, na tyle na ile można być pewnym czegokolwiek.
W programie użyłem wzorów z poradnika matematycznego. Sprawdzenie dla kątów oczywistych dało poprawne wyniki.
Nie sądzę, żeby AutoCAD kłamał.
Widzę kilka możliwości zaistnienia różnić ( pomijam błąd w obliczeniach, które robiłem dawno ).

1. Zaokrąglenia. Oczywiście wyniki nie wyszły równe. Nie pamiętam wyników, ale jeśli gdzieś tam wychodziło 30,4999 stopnia, to ja zaokrąglałem do 30. Jak 40,500001 to zaokrąglałem do 41. W skrajnym przypadku może to dać różnicę nawet 2 stopni względem tego co policzył AutoCAD.

2. Sam sposób obliczenia i reprezentacji płaszczyzny i linii w moim programie. Ja nie ustawiam płaszczyzny pod kątem. Ma mam zbiór wierzchołków gdzie każdy wierzchołek ma swoje współrzędne. Jak podawałem współrzędne wierzchołków to żeby uzyskać kąt nachylenia 20 stopni, najpierw obliczałem funkcja atan2( double, double ) jaka ma być różnica w położeniu wierzchołków przy założeniu odpowiedniej odległości pomiędzy nimi, by uzyskać kąt nachylenia 20 stopni. Ze względów dość oczywistych nie mam idealnego kąta 20 stopni tylko pewnie z 19,9 albo 20,1 czy coś, bo nie chciało mi się potem wpisywać współrzędnej z dokładnością większą niż do 1 cm. Kąty przechyłu, trymu, czy dodatkowe zanurzenie na fali są już liczone dokładnie w programie, ale tu jest to wszystko na sztywno dane na zero.
Na tej samej zasadzie jest linia o nachyleniu tych 18 czy 30 stopni. Po prostu są współrzędne dwóch punktów z jakąś tam dokładnością.
Jaki to może dać efekt przy dziwnych kątach nachylenia?
Jak będę miał chwilę to postaram się to sprawdzić.

[Kossakowski]

Wieczorem przemielę to w SolidWorksie.

Jak potwierdzą się wyniki CIA to Macieju zostaniesz powieszony za (sam możesz się domyślić co) za niszczenie chwały potężnego Yamato

[Maciej3]

W załącznikach kolejne obrazki zgodne z nowymi wyliczeniami.
Faktycznie są różnice, teraz wyniki są zbliżone do AutoCADa. Nie wiem co tam było nie tak w tych starych. Wydaje mi się, że nic nie zmieniałem w tej materii, ale widać jednak coś zmieniłem . Może po prostu przez pomyłkę celowałem bliżej dziobu? To robi różnicę paru stopni.
tak czy tak wraz ze wzrostem kąta podejścia zysk z ukosowania spada, choć nie tak bardzo.

Pociski 90 stopni w poziomie, 18 w pionie.
Kurs 0

KGV_0.jpg

Yamato_0.jpg

Kurs 30

KGV_30.jpg

Yamato_30.jpg

Kurs 45

KGV_45.jpg

Yamato_45.jpg

PS.
Nie wiem dlaczego mam być wieszany za Yamato. Ja tam go chwalę...

[CIA]

Najważniejsze w tym wszystkim jest uświadomienie sobie, że okręty nie musiały iść burta w burtę, a ustawienie kadłuba w stosunku do toru lotu pocisku jest bardzo istotne z puktu widzenia przebijalności.

[Maciej3]

Są jeszcze dwie sprawy.
1.Burty nie są równoległe do siebie i płaskie. Różnice między trafieniem w rejon przodu i tyłu cytadeli może wynosić nawet z 8 stopni ( najwięcej bodaj na Bismarcku najmniej na Iowa/Yamato – w rejonie rufowej wieży burty praktycznie równoległe ).
2.Okręt rzadko jest idealnie w poziomie. Były takie pancerniki co to nawet na 2 metrowych falach dostawały 13 stopniowych przechyłów. Przechyły 2-6 stopni to w sumie standard. To się też dodaje jakoś tam do kąta trafienia. Najwięcej jak się jest burta w burtę, najmniej jak się jest skośnie.

Kiedyś sobie liczyłem – przy przechyłach bodaj 15 stopni na burtę to pomiędzy skrajnymi przechyłami większość pancerników kasuje sobie IZ na większość pocisków.

[Kossakowski]

Trochę się spóźniłem, ale mimo wszystko wrzucę wyniki.

PS.
Nie wiem dlaczego mam być wieszany za Yamato. Ja tam go chwalę...

Oj chodziło mi, że popsułeś go trochę w moich oczach. Ale okazało się, że jednak ukosowanie nie jest takie złe.


http://imageshack.us/photo/my-images/812/1030a.jpg
Yamato, podejście 30 stopni, kąt padania 10 stopni. Wynik 42 stopnie.


http://imageshack.us/photo/my-images/20/1030b.png/
KGV, parametry jak wyżej. Wynik 31,5 stopnia.

Oczywiście można wygenerować w ciągu sekund dowolne położenie prostej względem płaszczyzny.

[jogi balboa]

...Wzorem Tellera i Jacoba De Marre'a) ... czy coś w tym rodzaju...

Trochę nie w temacie, ale w nawiązaniu do powyższych wzorów, kiedyś gdy bardzo, bardzo mi się nudziło, policzyłem sobie w Excelu pionowy ekwiwalent pancerzy różnych okrętów z wykorzystaniem wymienionych wyżej wzorków oraz uwzględnieniem tych wszystkich podkładów, poszyć i takich tam… no w każdym razie zbiorczo wyszło coś takiego:

bez tytułu.JPG (86.48 KiB) Przejrzano 7076 razy

R – Richelieu; B – Bismarck

No to oczywiście tak półserio należy traktować
ale w przypadku Bismarcka te zależności zbiorczo wyszły dość ciekawie…

[Maciej3]

Trochę się spóźniłem, ale mimo wszystko wrzucę wyniki.

PS.
Nie wiem dlaczego mam być wieszany za Yamato. Ja tam go chwalę...

Oj chodziło mi, że popsułeś go trochę w moich oczach. Ale okazało się, że jednak ukosowanie nie jest takie złe.

Faktycznie, przy ostrzejszych kątach podejścia traci się nie 2/3 z ukosowania tylko 50%. Nie jest takie złe

[CIA]

Są jeszcze dwie sprawy.
1.Burty nie są równoległe do siebie i płaskie. Różnice między trafieniem w rejon przodu i tyłu cytadeli może wynosić nawet z 8 stopni ( najwięcej bodaj na Bismarcku najmniej na Iowa/Yamato – w rejonie rufowej wieży burty praktycznie równoległe ).
2.Okręt rzadko jest idealnie w poziomie. Były takie pancerniki co to nawet na 2 metrowych falach dostawały 13 stopniowych przechyłów. Przechyły 2-6 stopni to w sumie standard. To się też dodaje jakoś tam do kąta trafienia. Najwięcej jak się jest burta w burtę, najmniej jak się jest skośnie.

Kiedyś sobie liczyłem – przy przechyłach bodaj 15 stopni na burtę to pomiędzy skrajnymi przechyłami większość pancerników kasuje sobie IZ na większość pocisków.

Do tego jeszcze bym dodał:
3. Nierównomierne wychylenie pancerza na długości cytadeli. Np. pancerz Yamato miał wychył na rufowym krańcu cytadeli z 30 stopni, a pancerz Bismarcka na krańcach cytadeli po kilkanaście stopni (na dziobie pancerz 145mm to też coś pod 30 stopni).
4. Okręt przechyla się również w trakcie wykonywania zwrotów i to całkiem sporo.

To wszystko w efekcie jest tak maksymalnie skomplikowane, że wyznaczanie IZ mija się z celem (IMHO oczywiście)...