Глава третья В «БРОНЕВОЙ» ЛАБОРАТОРИИ ФИЗТЕХА

В начале 1942 года И. В. Курчатов прибыл в Казань, ставшую с середины июля 1941 года основной базой эвакуированных из Москвы и Ленинграда научных учреждений физического и химического профиля, в числе которых был и ЛФТИ. В письме И. В. Поройкову от 3 июня 1942 года И. В. Курчатов писал: «Я с юга вернулся в январе; работа была интересной и получила высокую оценку. Среди других я также был причислен к Сталинским лауреатам за изобретение метода защиты кораблей. Затем болел воспалением легких, гриппом, неладно было с сердцем, и полностью я оправился лишь в апреле. Сейчас много работаю, но результаты еще слабые, т. к. опять занялся новой областью. Попутно с работой у Александрова, заведую сейчас лабораторией Куприенко… Он зимой умер от сыпного тифа. Нужно было заменить умершего товарища»^[351].

Болезнь Курчатова, о которой он пишет, протекала очень тяжело и едва не стоила ему жизни. По выздоровлении попытался вернуться к работе в морских условиях, но об этом, по мнению врачей, не могло быть и речи. Курчатов переживал, что товарищи без него несут «противоминную вахту», а он вынужден «оставаться на берегу». Иоффе предложил ему работу в новой лаборатории, которую он возглавил с 16 апреля 1942 года^[352].

В Казани возобновились заседания ученого совета ЛФТИ. Едва оправившись от болезни, Игорь Васильевич, как член совета, стал принимать в них активное участие. На заседаниях обсуждали текущие дела, планы работ, в том числе оборонных, проходили защиты диссертаций. На заседания приходили известные физики из соседних институтов: П. Л. Капица, И. Е. Тамм, В. А. Фок и др. В письме Поройковым от 12 августа 1942 года Игорь Васильевич сообщал: «Тематика института стабилизировалась… налаживаются новые деловые связи, но ничего особенно крупного еще не сделано. Я согласен… что легче работается в прифронтовой полосе, и собирался поехать с группой… в Сталинград, но меня не взяли, как человека не очень крепкого здоровья»^[353].

С какой целью ученый «не очень крепкого здоровья» рвался из глубоко тылового города в район начинающейся Сталинградской битвы? В его письмах ответа на этот вопрос нет, да и не могло быть по цензурным соображениям. Сопоставление фактов, дат и событий, анализ документов позволяют утверждать, что там Курчатов намеревался организовать исследование брони подбитых отечественных и немецких танков, побывать на Сталинградском тракторном заводе, выпускавшем танки Т-34. Дело в том, что лаборатория, которую он возглавил после смерти В. Л. Куприенко, занималась проблемами броневой защиты военной техники. ЛФТИ получил от Наркомата обороны заказ на разработку этой темы еще в 1939 году. Работы тогда начались под общим руководством А. Ф. Иоффе и сосредоточились в лаборатории, которой руководил заместитель директора ЛФТИ В. Л. Куприенко^[354]. Курчатов в то время никакого отношения к работе «броневой» лаборатории не имел. Поэтому-то он и писал в цитируемом выше письме, что результаты его работы в Казани слабы, так как он опять занялся «новой областью». Желание основательно изучить все нюансы новой проблемы и заставляло его трудиться почти круглые сутки, вызывая также стремление самому обследовать побывавшие в бою танки и самолеты.

Кроме работ по танковой броне лаборатория занималась проблемой защиты бензобаков самолетов. К моменту, когда Курчатов возглавил «броневую» лабораторию, исследования по проблеме защиты самолетных бензобаков (договор № 3050 от 18 февраля 1941 года) близились к успешному завершению, а часть из них велась в рамках работ по защите танков. По танковой же броне (договор № 3176 от 7 июня 1941 года) они только разворачивались. По воспоминаниям сотрудников, Курчатов сумел очень быстро войти в курс новых для него проблем и стать высококвалифицированным сотрудником лаборатории. Основные ее усилия были сосредоточены на разработке метода экранирования танковой брони как наиболее быстрого способа ее усиления. Направление этой работы вызывалось острой объективной необходимостью. В апреле 1942 года НИИ-48, с которым тесно сотрудничала лаборатория Курчатова, констатировал в своем отчете, что броневая защита советских танков срочно нуждается в усилении, «так как немецкая армия имеет набор бронетанковых средств, способных противостоять нашим новейшим танкам Т-34 и КВ»^[355]. Установленная на этих танках броня защищала их на первых порах, но с оснащением войск противника более мощным противотанковым вооружением перестала удовлетворять предъявляемым требованиям.

В сложившейся к концу 1930-х годов практике повышение стойкости брони достигалось главным образом путем увеличения ее толщины и изменения физико-химических свойств. Но в 1940 году Совнарком запретил директорам заводов увеличивать толщину брони выпускаемых танков, так как это снижало их маневренность. Председатель Комитета Обороны при СНК СССР К. Е. Ворошилов в письме от 26 июня 1940 года на имя наркома обороны С. К. Тимошенко подчеркивал, что «увеличение снарядостойкости и прочность корпуса танка» следует осуществлять «за счет улучшения качества брони»^[356].

Советские ученые и металлурги сделали многое в этом направлении, но работа по улучшению качества брони являлась весьма трудоемким и длительным процессом. Одновременно шел поиск более быстрого и менее затратного решения проблемы. Сотрудники ЛФТИ совместное НИИ-48 разработали и опробовали новые способы увеличения бронестойкости путем конструктивных изменений броневой защиты. Были основаны рекомендации формировать бронезащиту новых танков из брони средней твердости, экранируя ее тонкими листами (10–12 миллиметров) брони повышенной прочности. В лабораториях и на полигонах испытывали броню с фигурной формой поверхности (так называемую «шариковую» броню), а также экранированную броню с дополнительной плоской преградой и преградой с отверстиями различного диаметра. Однако конструктивная броня в разработанных вариантах получила лишь частичное применение, хотя в некоторых случаях и были получены обнадеживающие результаты. В итоге наиболее перспективным для дальнейшей разработки был признан вариант брони, экранированной решетчатой конструкцией.

Приступая к руководству «броневой» лабораторией ЛФТИ, Курчатов с особым вниманием отнесся к подбору научных кадров. Он добился командирования в Казань для участия в работах по броне талантливого ученого Л. И. Русинова — своего бывшего аспиранта и сотрудника по ядерной лаборатории, с которым проработал до войны много лет и открыл (вместе с другими) весной 1935 года явление ядерной изомерии. Он максимально использовал в лаборатории опыт исследовательской работы Л. Я. Суворова и Л. М. Шестопалова. Поскольку сам Курчатов по состоянию здоровья не был допущен на полевые испытания бронетехники, от лаборатории ЛФТИ в них обычно принимали участие его доверенные лица — Русинов и Суворов. Разработкой теоретических вопросов по тематике броневой лаборатории в 1942 году занимался известный физик-теоретик, член-корреспондент АН СССР Я. И. Френкель. Основные результаты развернувшихся исследований изложены в отчетах «О повороте оси снаряда или пули при движении в среде с большим сопротивлением» (имелось в виду движение пули в бензобаке самолета) и «Статистическая теория поворота снаряда (или пули) при прохождении через решетку перпендикулярно его траектории» (здесь речь шла о танковой броне)^[357].

По проверенным сотрудниками курчатовской лаборатории теоретическим расчетам решетчатый экран должен был располагаться перед броней танка на расстоянии от 150 до 500 миллиметров, в зависимости от калибра поражающего снаряда. Принцип действия предлагаемой системы сводился к трем основным моментам, происходящим со снарядом при соприкосновении с решетчатым экраном: а) дробление снаряда; б) его поворот относительно оси траектории; в) преждевременный взрыв снаряда. Соответственно были установлены факторы, под воздействием которых снаряд претерпевал указанные изменения.

Дробление снаряда (или броневой пули) происходит вследствие того, что при ударе о решетку они получают боковой удар. Поскольку прочность снаряда (или пули) в направлении, перпендикулярном его оси симметрии, сравнительно мала, то достаточно поставить решетку диаметром ? от диаметра испытуемого калибра с таким же зазором между стержнями, чтобы добиться разрушения большинства пуль и снарядов. При этом материал стержней должен обладать необходимой твердостью и ударной вязкостью, чтобы произошел удар достаточной боковой силы. При уменьшении твердости и ударной вязкости материала стержней, естественно, сила удара ослабевает, а следовательно, уменьшается и степень дробления пуль и снарядов^[358].

Специальные опыты, организованные Курчатовым, показали, что лучшие результаты достигаются при двухрядной решетке, так как в этом случае снаряд (пуля) получает два поперечных импульса встречного направления и действие решетки уподобляется действию ножниц. При соударении с такой решеткой сердечник пули разрушался и на плиту воздействовал лишь пучок осколков, распределенный на большую поверхность. Это не только повышало защитные свойства брони, но и позволило уменьшить ее вес. Опыт показал, что для защиты от пули для немецкого ПТР калибра 7,92 миллиметра броня, экранированная двухрядной решеткой, может иметь вес в 3,5 раза меньший, чем в случае однослойной гомогенной брони^[359].

Поворот снаряда происходит в случае, если он достаточно прочен и боковой удар, получаемый снарядом от решетки, не может его разрушить или разрушает лишь частично. Тогда, как следствие слабого бокового удара, наблюдается явление поворота оси снаряда относительно траектории. Сама траектория при этом искажается сравнительно мало. Проведенный Курчатовым простой (по его мнению) расчет позволял оценить величину импульса момента силы и расстояния от решетки до брони, необходимых для разворота пули или снаряда. Его расчеты показали, что для существенного повышения бронестойкости и облегчения веса системы достаточно добиться поворота оси снаряда от траектории примерно на 30–40 градусов^[360]. Поскольку научная тема требовала срочного разрешения для фронта, а рабочего дневного времени не хватало, Курчатов, принимая активнейшее личное участие как руководитель темы и как непосредственный ее исполнитель, вел еще и расчеты^[361], забирая порой наиболее сложные материалы домой для работы в ночное время^[362].

Авторы изобретения — весь немногочисленный состав «броневой» лаборатории во главе с Курчатовым (в их числе был не забыт и покойный Куприенко) — вывели следующее теоретическое положение: для достижения максимального выигрыша в весе брони необходимо использовать два основных конструктивных принципа: а) обеспечение достаточной силы бокового удара, приводящего к дроблению, повороту и преждевременному взрыву снарядов; б) выбор оптимального расстояния между решеткой и броней, обеспечивающего рассредоточение осколков или достаточный поворот снаряда, если его не удалось разбить. Авторы заключали, что не только решетчатый экран способен оказывать подобное воздействие, применение плоских экранов тоже давало снижение общего веса брони. Но в случае использования решетки боковой удар оказывался более сильным при том же количестве материала. Вывод был подтвержден в ходе полигонных испытаний решетчатого и плоского экранирования^[363].

18 и 20 августа 1942 года проводились полигонные испытания конструктивной брони ЛФТИ, изготовленной на Уральском заводе тяжелого машиностроения (УЗТМ). Она представляла собой бронеплиту толщиной 12 миллиметров со стальной решеткой, установленной перед ней на расстоянии 200 метров. Решетка состояла из двух рядов прутьев диаметром 10 миллиметров. Расстояние между центрами прутьев в одном ряду составляло 20 миллиметров, между рядами — 55 миллиметров. Обстрел производили бронебойными пулями ДК 12,7 миллиметра с дистанции 50 метров из крупнокалиберного пулемета Дегтярева по нормали и под углом наибольшего просвета (15 градусов). Скорость пули изменяли с 340 до 860 м/сек (путем изменения навески пороха) и измеряли на хронографе.

Целью испытания было определение увеличения стойкости бронеплит при обстреле их через решетки. Согласно техническим условиям при штатной скорости бронебойной пули 860 м/сек, защиту от ее поражения обеспечивала сплошная гомогенная броня толщиной 30 миллиметров. Лаборатория ЛФТИ представила на испытание броню толщиной 12 миллиметров, экранированную решеткой. Вес экрана был эквивалентен весу брони толщиной 8 миллиметров, то есть вся испытуемая система являлась эквивалентной по весу броне толщиной 20 миллиметров. Проведенные испытания подтвердили правильность лабораторных исследований: применение конструктивной брони (решетка и бронеплита) при равной пулестойкости по сравнению со сплошной броней дает экономию в весе до 35 процентов^[364]. При обстреле экранированной брони под углом наибольшего просвета решетки указанное выше увеличение пулестойкости системы сохранялось^[365].

2 сентября 1942 года прошло испытание конструктивной брони ЛФТИ, также изготовленной на Уралмашзаводе. Состав испытателей остался, по существу, прежним, курчатовскую лабораторию снова представляли Л. И. Русинов и Л. Я. Суворов. Однако изменены были условия эксперимента: испытаниям подвергали конструктивную броню, состоящую из бронеплиты толщиной 30 миллиметров и установленной перед ней на разных расстояниях стальной решетки. Решетка на этот раз состояла не из одного, а из двух рядов прутьев гораздо большего диаметра (25 миллиметров), прутья располагались в шахматном порядке, расстояние между ними было значительно увеличено. Вес решетки был эквивалентен весу брони толщиной 15 миллиметров. Обстрел производили бронебойными немецкими трофейными снарядами калибра 37 миллиметров с дистанции 50 метров из немецкой противотанковой пушки по нормали и под углом 42 градуса. Целью испытания являлось определение наименьшего расстояния между бронеплитой и решеткой, при котором не происходит пробития бронеплиты при обстреле ее 37-миллиметровыми немецкими бронебойными и подкалиберными снарядами^[366].

11 сентября было проведено аналогичное испытание еще более мощной конструктивной брони (45 миллиметров) путем обстрела ее 50-миллиметровыми немецкими трофейными снарядами с дистанции также 50 метров. Результаты испытаний были использованы в последующей совместной работе сотрудников курчатовской лаборатории с танкостроителями.

Для координации деятельности соисполнителей заказа в области танковой брони Курчатов летом и осенью 1942 года неоднократно выезжал на промышленные предприятия в Магнитогорск, Горький и Свердловск, на Уралмашзавод^[367]. В конце августа он провел в Горьком большой комплекс работ по этому направлению оборонных исследований^[368]. В сентябре 1942 года серия текущих полевых испытаний экранированной брони ЛФТИ была закончена, их результаты в целом подтверждали научную гипотезу курчатовской лаборатории. В связи с этим в соответствии с приказом директора Уралмашзавода от 19 октября 1942 года № 54-с была создана комиссия по проведению итоговых испытаний конструктивной брони, разработанной совместно с УЗТМ применительно к защите танков^[369]. Уже на этом этапе работой чрезвычайно заинтересовались специалисты из Военно-воздушных сил и Военно-морского флота СССР, о чем свидетельствует включение их представителей в состав комиссии по проведению итоговых испытаний^[370].

Итоговые испытания проводили на опытной станции завода № 8 Наркомата вооружений в Свердловске 24 и 25 октября 1942 года. Они должны были определить применимость экранированной брони к защите танка Т-34, бортов, подкрылков и башни машины. Было выявлено эффективное действие системы бронезащиты ЛФТИ с экранными решетками против немецких трофейных снарядов калибра 37 и 50 миллиметров. При обстреле остроголовыми бронебойными снарядами на плитах оставался лишь легкий отпечаток от осколков снаряда. При стрельбе подкалиберными снарядами на плитах также имели место только легкие отметины от осколков вольфрамовых сердечников.

По результатам итоговых испытаний комиссия сделала выводы:

1. Предлагаемая система бронезащиты ЛФТИ является весьма эффективной для борьбы против немецких подкалиберных 50-миллиметровых и 37-миллиметровых снарядов. Вес конструктивного бронирования в случае обстрела по нормали составляет 50 процентов от веса сплошной брони, необходимой для полной защиты против указанных типов снарядов.

2. Предлагаемая система бронирования повышает снарядостойкость бронеплит против 50-миллиметровых и 37-миллиметровых остроголовых бронебойных немецких снарядов. Конструктивная броня с обшей приведенной толщиной (решетка и основная плита) в 63–65 миллиметров не поражается при обстреле по нормали 50-миллиметровым снарядом в 80 процентах случаев, в то время как 60-миллиметровая сплошная плита высокой твердости всегда пробивается при стрельбе под углом 45 градусов.

3. Полученные результаты должны быть использованы для усиления бронезащиты существующих танков и при конструировании новых машин^[371].

Рекомендации комиссии были приняты к практическому исполнению, и завод № 178 Наркомата танковой промышленности получил заказ на изготовление образцов экранированной брони для последующего валового производства. С 13 декабря 1942-го по 19 марта 1943 года изготовленные из материалов валового производства (бетонной арматуры) решетчатые и сплошные экраны прошли успешные испытания на полигоне завода № 178 НКТП и на опытной станции завода № 9 Наркомата вооружений. Было проверено воздействие экранирования на различные виды пуль и снарядов как отечественного, так и немецкого оружия. Исследования проводили сотрудники курчатовской лаборатории совместно с представителями заводов-изготовителей, а также УК ВМФ.

Работы по созданию и внедрению экранированной брони продолжались почти до окончания Великой Отечественной войны. Научное руководство работами в области экранированной брони осуществляли, как правило, сотрудники броневой лаборатории ЛФТИ, которой руководил Курчатов. На титульном листе изобретения, представленного в декабре 1943 года на соискание Сталинской премии, в числе исполнителей работы обозначены В. Л. Куприенко, И. В. Курчатов, Л. И. Русинов, Л. Я. Суворов и Л. М. Шестопалов^[372].

Руководство ЛФТИ, сотрудники курчатовской лаборатории и весь коллектив Физтеха высоко оценили вклад Игоря Васильевича в дело совершенствования боевой техники, организацию научной работы института. Дважды, в 1941 и 1942 годах, он был награжден денежными премиями «за большую работу по внедрению на вооружение научной работы института и проявленную при этом личную инициативу»^[373]. Ученый совет ЛФТИ по итогам 1942 года представил возглавляемый им коллектив разработчиков экранированной брони к присуждению Сталинской премии.

С уходом Курчатова в новую сферу деятельности его имя еще довольно продолжительное время связывали с работами в области танковой брони. Так, М. Н. Свирин в своей работе утверждает: «В мае 1943 г. со своим вариантом экрановки танков выступил ЛФТИ под управлением академика А. Иоффе и И. Курчатова»^[374]. Далее автор объясняет суть экранирования и преимущества экранированной брони перед монолитной. Говоря о результатах внедрения научных разработок ЛФТИ в данной области, он отмечает: «Распоряжением по НКТП указанные схемы стержневого экранирования были разработаны и реализованы каждая на пяти экземплярах танков Т-34 и Т-70 и в июле 1943 г. отправлены в действующую армию, но на этом следы их теряются»^[375].

Цитируемая работа, как и упомянутая выше монография А. П. Гринберга и В. Я. Френкеля^[376], является одной из немногих, где Курчатов упоминается в связи с работами по экранированию брони. С отдельными моментами этого краткого текста нельзя согласиться, в частности, с утверждением, будто следы танков, оборудованных экранированной броней, теряются после июля 1943 года. Факты со всей убедительностью свидетельствуют, что боевая техника с броней системы ЛФТИ находила практическое применение на фронте. В битве под Берлином, как писал маршал И. С. Конев, «на корпуса наших танков надевалась защита в виде листов жести, — фаустпатроны, столкнувшись с листовой преградой, „срабатывали“ преждевременно, и танк оставался полностью боеспособным, несмотря на прямое попадание в него снаряда»^[377]. В войсках появилось и такое новшество, как бронеприцепы, оснащенные экранированной броней. Для развития работ, проведенных в курчатовской лаборатории ЛФТИ, на заводе № 178 НКТП с июня 1943 года экранированную броню стали устанавливать не только на танки, но и на бронеприцепы типа ТЩ-3 и ТЩ-5. 16 октября 1943 года было закончено изготовление двух новых экранированных образцов бронеприцепов, которым присвоены литеры ТЩ-39 и ТЩ-59. С 25 октября по 12 ноября они прошли испытания на Научно-исследовательском полигоне Красной армии в Нахабине.

Эти испытания показали, что введение экранирования дало возможность надежно защитить пулеметные расчеты бронеприцепов ТЩ-39 и ТЩ-59 не только от огня пулеметов, но и от огня противотанкового ружья противника со всех возможных дистанций боя и при всех углах обстрела. Решетчатый экран, в сравнении со сплошным, обеспечивал защиту от противотанковых ружей (ПТР) противника при меньшем весе бронирования, но при этом был менее живуч против автоматного огня. Также отмечены большая технологическая сложность изготовления решетчатого экрана и некоторые конструктивные недостатки бронеприцепов ТЩ-39 и ТЩ-59.

В итоге комиссия пришла к следующему заключению:

1. После устранения отмеченных недостатков подвергнуть указанные образцы ТЩ-39 и ТЩ-59 только лишь полигонным испытаниям (ранее испытанные войсковой комиссией неэкранированные образцы ТЩ-3 и ТЩ-5 были уже рекомендованы на вооружение Красной армии).

2. Рекомендовать дальнейшее усиление бронезащиты прицепов ТЩ-3 и ТЩ-5 путем экранирования, с тем чтобы обеспечить защиту и от пули противотанкового ружья Дегтярева (калибр 14,5 миллиметра).

Таким образом, поставленная перед лабораторией ЛФТИ научная задача разработки эффективного способа уменьшения веса брони без снижения ее защитных свойств была успешно решена. Значительная доля работы в этом направлении была проделана под руководством Курчатова и с его непосредственным участием. Несмотря на короткий период руководства этой проблемой, Курчатов быстро и глубоко вошел в суть поставленных перед «броневой» лабораторией задач, связанных с укреплением танковой брони, защитой авиационной и военно-морской техники.

Несмотря на значимость этой деятельности, она продолжалась недолго. С конца 1942 года Курчатов отходит от работ по броне, целиком переключившись на грандиозный по объему и глобальный по своей значимости жизненно необходимый для страны атомный проект СССР.