Bismarck versus South Dakota

[Baunummer 509]

Hmmm...

verstehe ich das Richtig? South Dakota hat bei dem Freibord und den Seeeigenschaften eigentlich immer ein Problem, wenn eine Granate > S.Flak die Bordwand trifft?

[delcyros]

Nicht zwingend. Aber es ist eine Design-bedingte schwäche. Man versuchte dem entgegenzuwirken, indem man je zwei Außenzellen als Ölbunker verwendete, was die Wasseraufnahme im Fall der Beschädigung minimieren sollte. Zum Vergleich (rot markiert die vor dem Seitenschutz liegenden (bzw. bei BISMARCK vor der Böschung liegenden...) Leerzellen:



Bei SAVO wurde SD nicht ernsthaft getestet. Es wurde zwar in großer Anzahl getroffen, aber nur sechs der 26 Treffer haben tatsächlich die Bordwand getroffen (einer ohne Schaden abgeprallt, fünf Wirkungstreffer).


http://www.researcheratlarge.com/Ships/BB57/1942DamageReport/GuadalcanalGunfireDamageReportPlateI.jpg

Das wären:
Treffer #25 (8") -welcher den Seitenchutz durchdrang und 8" tief in den geneigten GP eindrang.
Dabei wurden vier wasserdichte Zellen geflutet: B-71-F, B-75-V, B-77-F and B-79-F.
Treffer #20 (6") -welcher kanpp oberhalb des GP durch die Bordwand ging, detonierte und ein lokales Feuer erzeugte
Treffer #11 (6" oder 8" HE) -der beim Auftreffen auf der Bordwand detonierte, dabei wurden drei wasserdichte Zellen geflutet: B-23-F, B-31-F und B-39-F.
Treffer #4 (8") -der den Seitenschutz bis zum GP durchdrang und dagegen detonierte
Dabei wurden sechs wasserdichte Zellen geflutet: A-ll-F, A-21-F, A-23-F, A-33-F, A-39-F und A-27-V.
Treffer #2 (8") -der nahe dem Wetterdeck gegen die Bordwand detonierte

Nur einer dieser Treffer war unter und zwei weitere auf der Wasserlinie. Keiner dieser Treffer drang in die Vitalia ein. Zwar wurden zahlreiche Ölbunker punktiert aber nur zwei Leerzellen (A-27-V und B-75-V) betroffen. Die Aufnahme von Wasser war daher lokal sehr begrenzt. SOUTH DAKOTA nahm 0,75 Grad Schlagseite an.

Von Vorteil war auch, dass die Bordwand nicht von SA getroffen wurde und dass die See spiegelglatt war und daher auch kein Wasser progressiv durch die Treffer #2 und #20 aufgenommen wurde. 

Die kritische Größe ist die Stabilität. Bei einem Bombentreffer 1944 auf dem Wetterdeck von SOUTH DAKOTA nahm das Schiff durch Spritzwasser und Gischt nur 30-45 Ts Wasser oberhalb des Hauptpanzerdecks auf (2. Deck), dabei wurde die metazentrische Stabilität aber bereits um 0,3 ft herabgesetzt.

Daran erkennt man, dass es erheblicher Beschädigungen -in Verbindung mit einigem Seegang bedarf (S-FLAK wird SD nicht versenken können), aber wenn man mit mehreren hunderten von Tonnen überkommendes Wasser rechnet, verschwindet die Reststabilität wesentlich schneller als die Reserveverdrängung...
Deswegen kann sich die Klasse eine Gürteldurchschlag eigentlich nicht leisten.

[ede144]

..die ganzen berechnungen über durchschläge und schäden werden aber akademisch wenn nichts mehr ist um solche zu verursachen - und da stehen die deutschen mit ihren empfindlichen sa-türmen wesentlich schlechter da als die ami-schwestern richtig?

nehme mal an das die deutschen türme bei keiner relavanten entfernung in der lage sind einen 16"-treffer funktionsfähig zu überstehen? wie siehts umgedreht aus? hatten wir glaub ich noch nicht bei "turmfronten der SA so oder so" .. ..können BS/TZ dies ein wenig durch eine höhere schussfolge ausgleichen? aber da gabs doch auch einige unterschiede praktisch/theoretisch wenn ich mich recht entsinne und somit kaum ein vorteil gegen SoDa?

Warum glaubst du das die deutschen SA Türme empfindlich waren? Vergleich mal die möglichen und tatsächlichen Schußfolgen von BS mit PoW oder KGV. Ähnliches kann man auch bei einigen USN Schlachtschiffen feststellen.
Auch die Panzerdicken sind vergleichbar mit RN und USN. Außer die Turmfronten der SD und Iowa Schiffe sind mit 460 mm wesentlich dicker. Das ist aber nicht vergleichbar, da das Class B und kein oberflächengehärteter Panzerstahl

[Matrose71]

Die 68° geneigte Frontplatte der deutschen Türme (180mm) war ein eingebauter Schwachpunkt.

[delcyros]

180mm Wh.

Bis auf über ~26000 yard kommt BISMARCK´s eigene 380mm da nicht durch.
Die Verwundbarkeit ist ein Mythos der auf generischen M79APCLC Berechnungen -und den dort inherenten Fehlern einer zu großen Durchschlagsleistung bei großen Winkeln beruht. Da GKdos-100 aber tatsächliche Daten für das 380mm Geschoß liefert, sollte man sich an dieser Quelle halten.
Eine Schwachstelle ist eher für die 360mm Turmfront zu attestieren.

Aber die ist klein. Die Turmschräge ebenfalls und die Decke auch. D.h. die Wahrscheinlichkeiten der wechselnden Verwundbarkeiten sind jeweils vergleichsweise niedrig. Auf alle Entfernungen können weniger als 50% der exponierten Flächen des Turmes tatsächlich durchschlagen werden.

Ob es oder ob es nicht zum Durchschlag kommt ist aber Im Grunde genommen egal. Selbst abgewiesene Treffer haben eine inherent hohe Wahrscheinlichkeit, den getroffenen Turm außer Gefecht zu setzen oder zumindest aus der Kalibration zu werfen. Auch wenn das nur temporär der Fall war, im Schadensfall ist das häufig so lang ist wie das Gefecht selbst.
SOUTH DAKOTA hatte 17.3"/440mm starke Barbetten. Ein 14" HC oder AP Geschoss traf in sehr hohem Winkel und detonierte gegen die Barbettplatte (die nur 2-3cm eingedrückt wurde). Das Geschoß hatte bei den hohen Winkeln keine echte Chance gehabt durch die Platte zu kommen.
Der Turm wurde aufgrund von Trümmern im roller path unter der Barbette aus dem Gefecht genommen (und weil man nicht wußte, ob er noch kalibriert war).

[Matrose71]

Wie bitte?

Du willst mir jetzt erzählen, dass die 38cm nicht durch die 68° geneigte (180mm) FRONTplatte kommt?

Entfernung 15000m:

Auftreffwinkel der deutschen 38cm SK34 ist 10,4°

Sinus (22°+ 10,4°= 32,4°)= 0.536
cos (68° - 10,4°)= 0.536
180mm/0.536= 336mm

Die Platte bietet einen Schutz von 336mm bei einer Entfernung von 15000m.

Bei 20000m:

Auftreffwinkel 16,4°

sin (22° + 16,4°)= 0.621
cos (68° - 16,4°)= 0.621
180mm/0.621 = 290mm

Da stanzt die 38cm durch wie ein Lötkolben durch Butter!

[delcyros]

Ich korrigiere.

Dein Beispiel:
15000m
10,4 Grad Fallwinkel = 57,6 Grad Einschlagswinkel, 570m/s Geschwindigkeit

Durchschlag (grenz) laut GKdos-100 in dieser Bedingung:
zwischen 120 und 140mm Wh

Durchschlag (grenz) einer 180mm Wh Platte in dieser Bedingung: > 650-700 m/s.

Geschoß wird daher regelhaft abgewiesen. Es ist kein Durchschlag des 38cm L4.4 Psgr. zu erwarten.
Bei 150hm geht das Geschoß durch Barbette und Front, nicht jedoch durch die Schrägen oder Decke (50% der bei dieser Entfernung exponierten Trefferfläche).
Die Plots auf Basis GKdos-100 Durchschlagsgrafen findest du oben.
Erst oberhalb von 26000 yard besteht die Gefahr, dass das Geschoß durch die Turmschrägen geht.


war zu spät gestern...

[Huszar]

Hallo, Carsten,

Und welcher Turm im 2wk würde gegen die eigene Granate grösseren Schutz bieten? Vor allem, da auch Treffer, die keinen Durchschlag produzieren wahrscheinlich ziemlichen Schaden hinter der Panzerung verursachen würden.

(meine Meinung ist, dass die dicken Turmpanzerungen ein Überbleibsel aus dem 1wk waren, wo auch die AP-Granaten keine unbedingt grosse Chancen hatten, dickere Panzerungen durchzuschlagen.)

mfg

alex

[Matrose71]

Ich korrigiere.

Dein Beispiel:
15000m
10,4 Grad Fallwinkel = 57,6 Grad Einschlagwinkel, 570m/s Geschwindigkeit

Durchschlag (grenz) laut GKdos-100 in dieser Bedingung:
zwischen 120 und 140mm Wh

Durchschlag (grenz) einer 180mm Wh Platte in dieser Bedingung: > 650-700 m/s.

Geschoß wird daher regelhaft abgewiesen. Es ist kein Durchschlag des 38cm L4.4 Psgr. zu erwarten.
Bei 150hm geht das Geschoß durch Barbette und Front, nicht jedoch durch die Schrägen oder Decke (50% der bei dieser Entfernung exponierten Trefferfläche).
Die Plots auf Basis GKdos-100 Durchschlagsgrafen findest du oben.
Erst oberhalb von 26000 yard besteht die Gefahr, dass das Geschoß durch die Turmschrägen geht.


war zu spät gestern...

Sorry delcyros,

um es ganz ehrlich zu sagen, ich glaube kein einziges Wort.

1. Es würde im Umkehrschluss bedeuten, dass eine deutsche 38,1 cm L 4.4 APC Granate aus der SK 34, bei 30000m mit einem Einschlagwinkel von genau 58,1° (Einfallswinkel 31,9°) und 457 m/s Geschwindigkeit, vielleicht durch 100-110 mm Wh Deckspanzer kommt. Bei der Kinetischen Energie geht ja die Geschwindigkeit im Quadrat ein und das Gewicht nur 1/2, somit muss die Durchschlagsleistung bei 30000m nochmal wesentlich geringer sein, da dass Geschoss nur 457 m/s gegenüber 570 m/s mitbringt.

Wkin= 1/2 mV²

Granate auf 30000m= 83,5 MJ; Granate auf 15000m = 130 MJ
Der Unterschied beträgt mehr als 50% bei gleichem Einschlagswinkel.

2. Gleichzeitig aber aus deinem Post Nr. 64

Ergo Restgeschwindigkeit ~1095fps nach dem GP mit einer Aufrichtung von etwa 1 Grad.

Auftreffen auf die Böschung mit etwa 57 Grad und 1095fps.
Da nach Bu Ord O.S. 751 extrapoliert eine 10,5" Panzergräting (aequivalent zur 100mm Böschung) vom 16" 2700lbs AP bei 65 Grad nur 1100fps für den Durchschlag benötigt*, kann u.U. auch davon ausgegangen werden, dass es mit 1095fps ebenfalls durchkommt, zumal der Winkel etwa 8 Grad leichter ausfällt. Dagegen spricht, dass die Kappe fehlt und das Gewicht auch etwas leichter ist.
Nach OP 8 für das (leichtere) 16" Midvale APC werden etwa 1300fps für eine 4" class B Platte bei diesen Winkeln benötigt, es käme daher, trotz des höheren Gewichtes nicht durch.
In jedem Fall sehr, sehr knapp. Wenn wir davon ausgehen, dass das NBL tatsächlich eher um 1000fps liegt (wegen des geringeren Winkels), ist auch die Restgeschwindigkeit sehr niedrig (um 300 - 450fps).
Bei diesem Winkel muß aber mit Beschädigung des weichen Gefäßbodens und des Zünders gerechnet werden (Pz Böschung ist härter als der Boden des AP-Geschosses), intakter Durchschlag ist daher eher unwahrscheinlich. Falls doch, der etwa 0,02 sek Restzünder ließe das Geschoss überwiegend im Ölbunker detonieren, nur Treffer sehr weit oben an der Böschung hätten eine realistische Chance im Kabelgang nach dem TS Schott zu detonieren.

Hier haben wir die US Granate die auf eine Böschung aus 110mm Wh auftrifft, die haargenau auch 68° geneigt ist, die Einschlagswinkel aller Granaten sind bis auf 1° identisch.

Kinetische Energie bei 1095fps=334 m/s:

Wkin= 1/2 mV²: 68,32 MJ

Ich weiss auch, dass Kinetische Energie nicht das einzige Kriterium für einen Durchschlag ist, es ist aber ein absoluter Hauptbestandteil.

Wenn also in diesem Thread postuliert wird, dass die Möglichkeit besteht, dass eine 40,6cm Mark 6  Granate bei gleichem Einschlagwinkel, Kappenlos und mit einer Kinetischen Energie von 68,32 MJ, 110mm Wh durchschlagen kann aber gleichzeitig postuliert wird;

dass der Grenzdurchschlag für eine deutsche 38cm L 4.4 APC Granate, bei gleichem Einschlagswinkel, mit Kappe und doppelter Kinetischer Energie (130 MJ), bei 120-140mm Wh liegt, ist das für mich weder logisch noch mathematisch nachvollziehbar.

[delcyros]

Matrose 71,

so ist die Quellenlage.

[Matrose71]

Für mich weder logisch, physikalisch noch mathematisch nachvollziehbar.

Nach dieser Quellenlage, scheint die Kinetische Energie eines großkalibrigen Geschosses, beim Panzerdurchschlag eher marginale Bedeutung zu haben.

[delcyros]

Die Frage der empirischen Formeln für den Panzerdurchschlag ist ausführlicher von Gercke behandelt im Lilienthalbericht 166.

Kinetische Energie is dort nur eine der Komponenten. Wenn man den Durchschlag eines deutschen Geschosses gegen Wh ermitteln will, sollte man auf die Durchschlagsgrafen zurückgreifen, die für diese Fragestellung, für dieses Geschoss und diese Panzerung erstellt wurden. Ausgehend von dieser Quelle, geht die 38cm L4.4 Psgr. nicht durch die Turmschrägen bei Entfernungen bis 26,000 yard.
Da das Geschoß intakt ist (mit Kappe) haben diese Grafen für die Fragestellung Relevanz.

[Matrose71]

Hier geht es aber nicht grundsätzlich um den Durchschlag eines deutschen Geschosses gegen Wh,

hier geht es um den Vergleich verschiedener/gleicher Geschosse bei identischem Einschlagwinkel gegen Wh, aber unterschiedlicher Geschwindigkeit und Geschossgewicht.
Ich dachte immer, dass Kinetische Energie der Vergleichsfaktor für diese Fragestellung ist.

Wir haben drei Beispiele:

130 MJ ~ 120-140 Wh
83,5 MJ ~ ?
68,32 MJ ~ 100-110 Wh

Welche relevante Größe neben der Kinetischen Energie und Kaliber Größe (Querschnitt beim Auftreffen) gibt es noch, um verschiedene Geschosse zu vergleichen?

Vorallendingen hat die 130MJ Granate noch eine Kappe, während die 68,32 MJ Granate Kappenlos ist.
Das ergibt für mich nach ungefähr 10 Jahren in dem Thema keinen Sinn!

Eine von beiden Annahmen ergibt keinen Sinn!

[delcyros]

Ich habe nochmal nachgesehen.
Bei 570m/s und 31,4 Grad gibt der Graph nicht zwischen 120 und 140 sondern zwischen 140 und 160mm Wh Durchschlag an. Er ist also geringfügig höher. (der von mir oben geplottete Graph ist korrekt, ich habe nur falsch abgelesen).
Nach Gercke´s Formeln ergibt sich ein Durchschlag (grenz) von 148mm und das passt sehr gut mit den GKdos-100 Graphen zusammen. Für die Turmschräge reicht es also nicht. Nach Gercke´s Formeln braucht es eine V von 755 m/s für diesen Winkeln bei den Turmschrägen.

Es ist außerdem nicht sicher, dass das 16"/2700 lbs AP durch die Böschung bei der gegebenen Geschwindigkeit kommt. Es ist eine Ableitung über mehrere Ecken, so dass reichlich Raum für Fehler verbleibt (Ecke 1: Das Panzergrätinge exakt 0,4 x Stoppwirkung solider STS Platten haben -bei exakt diesen Winkeln (!) Ecke 2: STS = Wh, Ecke 3= das Geschoß kommt genau genommen NICHT durch, die V gibt den Schutz vor Durchschlag an und zeigt das Akzeptanzminima schlechter Platten (wenn verletzt werden die Platten nicht aufgekauft!) -wir wissen nicht, wie gut eine normale oder "gute Platte" wäre)
Bei 457 m/s schafft ein vollständiges 38cm Geschoß 125mm und ein entkapptes 111mm nach Gercke, d.h. das 38cm kommt nicht durch die Böschung (457m/s ist 14% höher als die Restgeschwindigkeit nach dem GP).
Du erkennst, dass der Zusammenhang -ausgehend von der kinetischen Energie nicht unmittelbar linear ist.

Ich glaube du weißt, dass niemand beim Durchschlag ausschließlich von der kinetischen Energie ausgeht. Die empirischen Formeln (De-Marre, Krupp, Thompson-F, Gallwitz, Goisson, Gercke) sind jeweils nur für bestimmt Bedingungen gültig. Häufig zählt der akute Schrägbeschuß nicht dazu (Ausnahme Gercke).
Gerade wenn man mit unterschiedlichen Kalibern vergleichend arbeitet, kann man den KE Faktor nicht ohne vorherige Standartisierung (in der Regel mit Bezug zur Aufstandsfläche -Querschnittsdichte funktioniert nur im Direktbeschuß) benutzen. Das liegt daran, dass der vom Geschoß-Durchmesser ausgestanzte Plattenteil sich nicht linear vergrößert sondern quadratisch bis kubisch (abhängig von der Plattendicke) und im Schrägbeschuß ist es nie eine Linie zwischen Plattenvorderseite und Hinterseite, sondern -zumindest bei homogenen Panzermaterial- eine S-Kurve, mit zwei Wendepunkten (eine Kurve ist eine Beschleunigung im physikalischen Sinne und bedarf mehr Energie), was den KE Anteil nocheinmal vergößert.  Bei Winkeln geht man deswegen auch nicht vom reinen Sinus von aplha in den Formeln aus.

[oldenburger67]

Hallo Leute,

ich verfolge diesen Thread jetzt schon eine ganze Zeit als stiller Zaungast, aber ich muss doch jetzt endlich mal ein Lob loswerden. 
Das ist Marinegeschichte auf höchstem Niveau.
Zudem hebet es sich wohltuend ab von anderen Beiträgen die leider immer wieder in persönlichen Animositäten enden !!
Zugegeben, den physikalischen Details kann ich nicht immer ganz folgen (sorry aber Mathematik und Physik würde ich jetzt nicht unbedingt zu meinen Lieblingsfächern gezählt haben) aber trotzdem

A la Bonheur !!!


P.S.
Ich hatte vor Jahren in der Zeitschrift Naval History einen Artikel mit einem ähnlichen Szenario gelesen, und zwar Tirpitz gegen North Carolina, also gleiche Hauptbewaffnung. Zu meiner großen Überraschung räumte der amerikanische Verfasser der Tirpitz höhere Siegeschancen ein. Als Begründung gab er u.a. die höhere Geschwindigkeit der Tirpitz an, die sich dadurch die bessere taktische Position suchen könnte, ein weiterer Punkt waren die ungepanzerten Aufbauten der North Carolina, also die Möglichkeit, die Feuerleitgerät der NC zu treffen und sie so "blind" zu schießen. Last but not Least bezeichnete der Autor die North Carolina im Vergleich zur Tirpitz als "poor Seaboat". Ein Umstand der mich in Hinsicht auf die Seefähigkeiten der deutschen Schlachtschiffe doch etwas sehr überrachend für mich war.

Wie gesagt, ich kann den Artikel leider nur aus der Erinnerung rekapitulieren, da das Heft dem letzten Umzug zum Opfer gefallen ist.