Tiger versus JS-1
aneb když dva dělají totéž, není to totéž
V tomto srovnání se nebudu zaměřovat na obvyklé faktory jako je kvalita pancíře a munice, skutečná dálka na kterou se dokázali stroje ohrozit, neb tyto aspekty jsou velmi těžko uchopitelné (už z jednoduchého důvodu, že k nim existují rozporuplné informace). To co bych chtěl spíše zohlednit je rozdíl v konstrukčním pojetí, výhody a nevýhody uspořádání a tvarování atd.
Velikost vs prostor pro osádku
Obecně bývá přisuzována ruským tankům stísněnost prostoru pro osádku. Nevím zdali se toto tvrzení zakládá na nějaké podrobnější studii, či vychází pouze z posouzení tvaru a velikosti ruských tanků, každopádně zatímco je zcela oprávněné u raných typů věží T-34, už u šestiúhelníkové věže T-34 vzor 42 43 toto tvrzení docela pokulhává(kombinace poměrně velké věže a dvoučlenné osádky).
Rozeberu tu některé aspekty velikosti a tvarování obou tanků a pokusím se ukázat proč podle mne nebyl prostor pro osádku u Tigera až tak větší.
Nejprve obecná analýza-jaké rozměry jsou z hlediska kompaktnosti (poměru obestavěného prostoru a hmotnosti pancéřování) výhodnější. Podle http://www.armor.kiev.ua je z hlediska hmotnosti nejlepší navyšovat objem nárůstem délky, neboť příčný průřez korby je menší než podélný, či půdorysný. Z hlediska poměru získaného prostoru a nárůstu hmotnosti je však nejvýhodnější stavět tank nízký, krátký a široký. Zvětším li totiž délku tanku je sice nejmenší nárůst hmotnosti , ale je nejmenší i nárůst objemu. Zvětšením šířky oproti tomu relativně hodně naroste plocha dna a stropu, ale ty jsou obvykle slabě pancéřovány= poměrně malý nárůst hmotnosti, přitom nárůst objemu je několikanásobně vyšší, než když zvětším délku korby. Zvětšením výšky oproti tomu výrazně naroste plocha boků i čela korby(nejsilněji pancéřované části), přičemž podle mne v tomto případě nárůstu objemu není adekvátní nárůstu hmotnosti.
Další a pro toto srovnání rozhodující faktor je velikost-s nárůstem rozměrů se zvětšuje objem rychleji než povrch, takže čím větší těleso, tím příznivější poměr objemu ku povrchu.
Korba tanku Tiger byla širší, kratší a větší než u JS-85, což tedy znamenalo, že a)skýtala větší prostor a b) byla kompaktnější, a to i přes to, že korba JS-1 měla výhodnější tvar. Zkoušel jsem orientačně vypočítat v excelu objem, povrch a hmotnost koreb obou tanků, u Tigera mi vyšel objem cca. 17metrů krychl, povrch 59metrů čtver. a hmotnost při daném pancéřování (ekvivalent 25,60,80,100,108mm) kolem 19 tun (při srovnatelném pancéřování jako má JS by byla hmotnost 24,6). U JS-85 objem byl 12,6 metrů krychl. povrch cca. 46-47 metrů čtver. a hmotnost při daném pancéřování (ekvivalent 25,60,90,115,140) 19 tun.
Takže korba JS-85 měla sice menší povrch pancéřování, a lepší tvarování čela, což jí dávalo malý povrch a tedy při stejné hmotnosti možnost použít větší sílu pancíře, naproti tomu korba Tigera měla, zejména díky velikosti, výhodnější poměr mezi povrchem a objemem . Navíc díky tomu, že korba JS-85 byla užší musel mít koš věže menší průměr, což by naznačovalo menší prostor pro osádku.
Také věž JS-85 má (v porovnání s tou u Tigera)o něco menší průměr a větší sklon stěn, tudíž její objem je menší a i z hlediska kompaktnosti (poměru objemu a hmotnosti pancéřování) byla na tom věž Tigera, díky velikosti, taktéž lépe.(tím si nejsem úplně jistý, ale kdysi jsem to počítal obecně a mám dojem, že to tak vycházelo)
Zdálo by se tedy, že koncepce Tigera je lepší, díky velikosti skýtá větší absolutní prostor a je výhodnější i z hlediska využití materiálu...nicméně je tu ještě jeden fakt, a to ten, že uložení děla zabírá u JS-85 zhruba poloviční plochu oproti KwK 36.
Možná je to překvapivé, ale je to dosaženo jednoduchým konstrukčním řešením, a to umístěním brzd zákluzu nad kanón místo vedle něj(Tiger). Díky tomuto zdánlivému detailu mohli konstruktéři JS-85 pozice osádky, zaměřovač i kulomet umístit blíže ose věže, tudíž sklon bočních a zadní stěnu(y) věže ani užší korba neomezovaly prostor pro osádku.
Tím tedy bylo možno zkosit stěny a zredukovat plochu stropu i stěn( věž se nahoru zužuje má tam menší obvod- zjednodušené srovnání válec a komolý kužel o stejné podstavě a výšce)a získat tak hmotnostní rezervu-jež bylo možné využít k dodatečnému opancéřování-a to aniž by došlo k omezení prostoru pro osádku. Dále se tím zmenšila silueta věže(opět srovnání siluet komolého kužele a válce). Bylo též možno použít užší korbu a zredukovat tak zejména čelní plochu korby=další úspora hmotnosti, jež se dala využít na opancéřování.
Bude to znít paradoxně, ale malé rozměry ani malá plocha pancéřování, se tedy nijak negativně nepodepsaly na prostoru pro osádku. Tímto řešením tedy ruští konstruktéři dali do souladu dva protichůdné požadavky-velký vnitřní prostor a vysokou odolnost na straně jedné a malé rozměry a hmotnost na straně druhé.
Nicméně daní za toto řešení je pro ruské tanky typická malá deprese děla, což podle mne plyne právě z uložení brzd nad kanónem a ze snahy zachovat malou výšku věže.(nebo je daní nárůst výšky věže pokud chci zachovat depresi děla)
Dobrou ukázkou výhod i nevýhod umístění brzd zpět. rázu v rámci jedné konstrukční linie je Tiger I a KonigsTiger.
Tiger II má brzdy zákluzu nad kanónem, díky čemuž má menší(užší) čelní plochu věže, větší průmět boků věže do čelní siluety, větší sklon bočních stěn, ale také celkově větší výšku věže(což je ale elegantně vyřešeno sklonem přední části stropu). Celkově toto řešení Němci na konci války od Rusů převzali, plánovali ho i u Panthera F( kde toto řešení vlastně představovalo hlavní prvek modernizace) a Panthera II. (Bylo použito i u věže pro Pumu)
Takže se dá říci, že velká část z celkového bojového prostoru(cca. 11 m čtver. oproti 6,8 m.čtver. u JS-1) padla u Tigera za oběť umístění brzd zákluzu vedle děla.
Kde se však větší prostor korby Tigera určitě projevil byla větší zásoba munice(92 vs 59), to se nedá upřít.
Pancéřování
Dalším typickým rozdílem mezi ruskými a německými tanky je způsob navyšování ochrany tanku. Např. u čela věže bylo vysoké ochrany u Tigera dosaženo prostým částečným překrytím vertikálních plátů čela věže a štítu kanónu, naproti tomu u JS-1 zaoblením jak ve vertikální tak v horizontální rovině.Co je výhodnější ? Jak ukazuje obrázek pokud čelo věže zaoblím( v jedné rovině), uzavřu danný prostor nejkompaktnějším možným způsobem(na obestavění hranolovitého prostoru bych spotřeboval více materiálu). Jelikož navíc sklonem pancíře získám určitou odolnost zadarmo(doslova), je zaoblený plát výhodnější ( např. 100mm pancíř pod úhlem 40° dá podle trigonometrie 130mm, nicméně ve skutečnosti vzroste síla na 100/cos(40)^1,4 tedy na zhruba 145mm, střela totiž neprochází pancířem po přímé dráze, nýbrž vždy mírně sklouzne ve směru sklonu)
Hodně se argumentuje tím , že tato partie je u JS-1 (a 2) slabým místem. Já jsem (opět pomocí excelu) přibližně spočítal průměrnou sílu takto tvarovaného pancíře a, za předpokladu, že tvar čela věže odpovídá polovině koule, mi vyšel ekvivalent cca. 170mm . Způsob výpočtu je v dodatku 2). Takže Tiger sice dokázal probít tuto partii na vzdálenost i kolem 1 km, nicméně průměrně jeho šance na probití byly mnohem nižší. Obrázek níže ukazuje přibližné rozložení síly pancíře čela věže u obou strojů.
Schopnost vzájemného zasažení a probití
Musím upozornit, že jsem nevzal v potaz rozdíl v kvalitě munice ani pancíře. K tomu mám natolik protichůdné informace, že jsem tyto faktory raději do srovnání nezahrnul. Toto srovnání tedy spíše ukazuje potenciál obou konstrukcí, kdy kvalita munice i pancíře je srovnatelná(jediné co jsem vzal v potaz je rozdílný balistický koeficient střel).
a) Pokud JS-85 disponoval APBC municí (hmtnost 9,2kg), byl na tom v tomto ohledu o něco lépe. Měl jak menší palebnou výšku (193 cm,oproti 219,5 cm u Tigera), tak sám představoval menší cíl (po strop 2,4 metru oproti 2,6 metru u Tigera), přičemž jeho kanón disponoval větší počáteční rychlostí (792mps vs 773mps). Mne v balistickém programu vyšlo toto: Pokud D-5T střílel na Tigera na vzdálenost 1000 metrů, protínala dráha střely jeho výšku od cca.860 metrů až po 1124 metrů . Naopak pokud střílel KwK 36 na JS-85 (nacházejícího se opět v 1000 metrech), interval vzdálenosti byl 878-1106 metrů.
Rozdíl ve schopnosti probít cíl ukazuje graf ( způsob výpočtu dod.1)). Jak je vidět JS-85 dokázal ohrozit Tigera z více úhlů a z větší vzdálenosti než Tiger jeho.
b) Pokud JS-85 disponoval jen BR-365K (typ AP, hmotnost 9,34kg) a boj probíhal do 1000 metrů, byli si ve schopnosti zasáhnout cíl oba soupeři rovni, s rostoucí vzdáleností se však výhoda přikláněla na stranu Tigera (AP munice měla horší balistický koeficient). Taktéž vzdálenost a rozsah úhlů, ze kterých byl JS-85 schopen probít Tigera se rapidně snížil, jak ukazuje graf..
Často se argumentuje lepší optikou Tigera. Nicméně plocha kterou dokázal Tiger u JS-1 na 1km probít byla výrazně menší, než jakou dokázal probít ruský tank u Tigera (pokud disponoval APBC municí).
Je tedy zřejmé, že JS-1 na tom byl zejména díky síle pancíře lépe, ovšem opět zdůrazňuji, že pokročilejší typ munice na straně německého stroje mohl náskok JS-1 z velké části smazat.
Závěr - Oba tanky byli konstruovány podle rozdílné filosofie a nedá se říci, že by Germánský přístup byl horší nebo lepší než Slovanský. Osobně mi přijde zajímavé toto hledisko: Dá se obecně říci, že Tiger byl konstruován zevnitř, resp. jeho vnější tvar byl podřízen vnitřnímu uspořádání, kdy se konstruktéři snažili maximálně využít prostor vytýčený pásy, čemuž odpovídá pravoúhlé uspořádání. Naproti tomu JS-85 byl konstruován spíše opačně, vnitřní uspořádání bylo přizpůsobeno vnější požadavkům, mezi než patřila hlavně maximální odolnost při malé hmotnosti.
Takže se dá s velkým zjednodušením říci že JS-85 má větší pasivní odolnost (malé rozměry, síla pancíře) přičemž za Tigerem zaostává v palebné síle( menší zásoba munice i rozsah deprese, absence kulometčíka-radisty).
Pokud už někdo chce vítěze, pak by neměla znít otázka: který tank. resp přístup (nebo národ) je lepší ?, ale: který tank resp. přístup je mi bližší ? Jestliže ta první většinou vede ke konfliktům (nejen slovním), ta druhá pouze vyjadřuje nikoho neodsuzující preference.
1).Graf vznikl tak, že jsem pro každý úhel pomocí vzorce: T/(cos(vert_uhel)*cos(horiz_uhel))^((T/D)^0,3*1,4) vypočítal ekvivalentní sílu pancíře, poté jsem si z tohoto vzorce:
T/D = (0.30386) * D^0,25 *[(W/D^3)(V/C)^2]^0.625 (T-síla pancíře, D-ráže, V-akt_rychlost proj.,W-hmotnost proj.,C konstanta-dal jsem 600) (vyjádřil a)vypočítal rychlost potřebnou k probití takto silného pancíře a nakonec jsem z tohoto vztahu:
vzdálenost = ln(akt_rychl/poč_rychl)/balist_koef získal vzdálenost odpovídající rychlosti, kterou projektil má. Takto jsem pro každý úhel získal vzdálenost, na kterou projektil dokáže probít daný pancíř a tu jsem zanesl do grafu.
2) Poměrně dobrou aproximací tvaru čelního pancíře věže (mimo štítu kanónu) tanku JS je koule, resp. tvar partií vedle štítu je přibližně polovina koule. Způsob výpočtu však ukážu na jednorozměrném zakřivení. Rozdělil jsem si rozsah úhlů od 0-65° na 256 úseků , ke každému úseku jsem spočítal průmět do čelní siluety průmět=sin(úhel)-sin(úhel_předcházející), přitom jsem spočítal ekvivalentní ochranu pro tento průmět síla=100/(cos(úhel))^((100/88)^0,4*1,4) poté jsem každou ekvivalentní sílu vynásobil odpovídajícím průmětem, tyto hodnoty sečetl a vydělil součtem průmětů.(udělal vážený průměr).
(příklad: kdybych si rozdělil úhel 0-60° na úseky: 0-20°,20-40° a 40-60°, tak vypočítám průměty prvního úseku sin(20)-sin(0)=0,34, druhého sin(40)-sin(20)=0,30 stejně tak třetího=0,22. Poté spočítám průměrnou ekvivalentní sílu daného úseku, tedy u prvního 100/cos(10)=102mm, u druhého 100/cos(30)=115mm a u třetího 100/cos(50)=155mm. Průměty mi vlastně vyjadřují procentuelní zastoupení dané síly v celkové čelní siluetě. Takže když je vynásobím se silou, poté hodnoty sečtu (0,34*102+0,3*115+0,22*155) a vydělím výsledek součtem průmětů (cca. 0,86), získám průměrnou sílu (tedy v tomto hrubém výpočtu asi 120mm)).
