Berechnung einer Barbettpanzerung am Beispiel von Panzerschiff X.

Begonnen von delcyros, 07 Juni 2009, 00:04:40

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delcyros

Die Deckspanzerung läßt sich ja mittels Harolds CalcU bestens berechnen, aber was machen wir mit den Türmen und Turmdurchbrechungen? Wie schwer sind eigentlich die Barbetten? Zu diesen Fragen will ich hier kurz Stellung nehmen. Als Grundlage meiner Überlegungen steht ein Zwillingsturm mit 9,0m Barbettdurchmesser, da passt also ein 35cm oder 36cm Zwilling bequem rein.

Der Flächeninhalt A einer Barbette, also unsere Decksdurchbrechungen errechnen sich:

A=pi*r^2

In unserem Fall also
Decksdurchbrechung = 3,14159265*4,5m^2 = 63,62 m^2
Da wir vier SA-Türme haben, müssen wir auch von der Deckspanzerfläche insgesamt 254,48 m^2 für die Decksdurchbrüche abziehen Ausgehend von einem spezifischen Gewicht von 7,684 kg pro mm und m^2 Panzerfläche sparen wir in unserem Fall also (254,48m^2 * 120mm + 254,48m^2 *50mm) *7,684 kg/mm/m^2 =  234,65t fürs Hauptpanzerdeck und 97,77t für das Splitterschutzdeck, zusammen  332,42t allein für die SA (MA und S-Flak zusammen n bissel weniger etwa 113,1 m^2 für die MA und 25,1 m^2 für die Aufzüge der S-Flak. Rauchfänge zählen nicht, da zwar Löcher ins Panzerdeck gedrillt werden, aber in gleichem Maße die Panzergrätinge in ihrer Dicke verstärkt werden).
Nun kommen aber zusätzliche Gewichte in Form von Barbetten hinzu.
Die Panzerfläche der Barbetten bedarf zuvor der Klärung der Dimensionen:

Durchmesser d=9,0m
Höhe h1 (Unterbau zwischen Splitterdeck und Hauptpanzerdeck): 2,2m
Höhe h2a (Barbette Turm D oberhalb des Hauppanzerdecks): 3,5m
Höhe h2b (Barbette Turm C oberhalb des Hauppanzerdecks): 6,6m
Höhe h3 (Erhöhung Turm C über Oberkante Barbette Turm D): 3,1m

Für den Unterbau gilt eine Dicke von 100mm;
Die eigentlichen Barbetten sollen 350mm stark sein (genauer siehe unten).

Die Zylinderfläche M errechnet sich bei einem Steilzylinder
M=U*h
U=pi*d

also
U=3,14159265*9,0m= 28,275m

Und entsprechend für unsere Einzelhöhen:
Unterbau:
h1 = 28,275m * 2,2m * 100mm * 7,684 kg/m^2/mm = 47,8t.

für die Barbette von Turm D:
h2a = 28,275m * 3,5m * 350mm * 7,684 kg/m^2/mm = 266,15t.

und die von Turm C:
h2b = 28,275m * 6,6m *350mm * 7,684 kg/m^2/mm = 501,88t.

Nun sind wir aber prinzipiell perfektionistisch veranlagt. Da kann noch gespart werden. Da die Barbetten von C und D eng stehen, decken sie sich mit 40 Grad jeweils selbst. Dieser Bereich braucht nicht so stark zu sein, da jede hier treffende Granate entweder aus sehr seitlichen Winkeln einschlägt oder den anderen Kampftum zuerst trifft. Eine Dicke von 230mm erscheint mir mehr als ausreichend an diesen Segmenten für h2a und h2b. Bei Turm C kann zusätzlich auch der vorliche untere Bereich bis in eine Höhe von 3,5m über dem Hauppanzerdeck derart reduziert werden, da Treffer zuerst den achteren Kommandostand und wesentliche Teile der Aufbauten, Hangars, u.s.w. passieren müssen.
Der obere Bereich (h3) dieses Turms muß 350mm allseitig bleiben.

Für h2a fallen also einmal 40 Grad von 360 Grad weg und werden durch 230mm Segmente ersetzt:

= (40/360) * 320 * 266,15t = 236,58t. -für die 350mm Segmente + 19,43t für das 230mm Segment
= 256t. (10t gespart)

Bei Turm D wird h2a und h3 zur Berechnung herangezogen (h2b= h2a + h3).
h3 ändert sich gewichtsmäßig nicht = 28,275m * 3,1m * 350mm * 7,684kg/m^2/mm = 235,73t.
h2a dagegen deutlich:
die beiden je 40 Grad mächtigen 230mm Segmente wiegen zusammen 38,86t,
das 280 Grad mächtige 350mm Segment der Barbette dagegen 207t.
Die Barbette von Turm D wiegt also 207t + 38,86t + 235,73t = 481,59t. (gespaart: 20t)

Abschließend nocheinmal die Gewichtskalkulation grafisch:


Damit ergeben sich folgende GESAMTGEWICHTE für die Türme:
Turm C (einschließlich Barbetten und Turmpanzer): 1103,8t.
Turm D (einschließlich Barbetten und Turmpanzer): 1349,4t.

phew!

Mit 3,8 bzw. 7,1m Barbetthöhe sind die analog gebildeten Türme A und B etwas schwerer:
Turm A (einschließlich Barbetten und Turmpanzer): 1125,74t.
Turm B (einschließlich Barbetten und Turmpanzer): 1385,6t.

mhorgran

#1
was bedeutet "^"?

spezifisches Gewicht in mm? oder mm2? oder mm3?
"Wer an der Ukraine-Erzählung zweifelt, der gilt als Feind des Westens als Freund Russlands, als Gefahr für die Demokratie, wird diskreditiert, zensiert, eliminiert."
https://sciencefiles.org/2022/03/28/kriegsverbrechen-in-der-ukraine-von-den-angeblich-guten/

Thor

"^" bedeutet "hoch", also 1 m^2 entspricht einem Quadratmeter.

Delcyros geht bei seinen Berechnungen von eine spezifischen Gewicht von 7.684 kg/m^3 (kg pro Kubikmeter) aus, was bei einer angenommenen Dicke von 1 mm und einer angenommenen Fläche von 1 m2 soviel heißt wie:  7,684 kg/m^2/mm.

Gruß
David
"Wooden ships with iron men beat iron ships with wooden men" - Zusammenfassung der Seeschlacht von Lissa (1866)

mhorgran

"Wer an der Ukraine-Erzählung zweifelt, der gilt als Feind des Westens als Freund Russlands, als Gefahr für die Demokratie, wird diskreditiert, zensiert, eliminiert."
https://sciencefiles.org/2022/03/28/kriegsverbrechen-in-der-ukraine-von-den-angeblich-guten/

Thor

@Stefan
Bitte !

@delcyros
Ich hätte da noch eine Frage; und zwar, wie berücksichtigst Du die Längs- und Querverstärkungen der Verbände, die man sicherlich brauchen wird, wenn man je Barbette fast 65 m2 an Decksdurchbruch verursacht.
Weiters sollte man die Längs- und Querfestigkeit auch deshalb verstärken, weil die Rückstoßkräfte der Geschütze hier - soweit ich es beurteilen kann - noch nicht Eingang in die Berechnung gefunden haben.

Gruß
David
"Wooden ships with iron men beat iron ships with wooden men" - Zusammenfassung der Seeschlacht von Lissa (1866)

delcyros

Hallo David,

Die Verstärkungen der Struktur haben in diesem Fall keine berücksichtigung erfahren. Sie zählen zu den Rumpfstrukturgewichten und müssen von den Panzergewichten seperat errechnet werden.

http://forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,1013.0.html

Harold hat hier in post 8 geschrieben:

ZitatEine gute Faustregel zur Berechnung ist die Abschätzung anhand des Wasserplans.
Pro Deckshöhe des Schiffskörpers fallen ungefähr 0.35t / m² an Gewicht an (grob gerechnet), die sich entsprechend auf den Wasserplan verteilen.
Die starke Aufkimmung am Heck (Bereich Schrauben / Ruder) wird durch die Gewichte dieser ,,Angehänge" wieder kompensiert.
"Löcher" für Barbetten oder Maschine werden zT durch die in diesen Bereichen stärker ausgebildeten Trageschotten gewichtsmäßig kompensiert.

torpedo mixer

Hallo Delycros,

Hat Du nicht Angst das wenn eine Granate knapp an einer Barbette vorbei auf die andere und dabei ausgedünnte Stelle trifft ? Dann hat man zwar nicht normale Winkel aber der Durchschlag knapp hinter der stoßkante bei z.B. 80° ist trotzdem für 230 mm zu viel. Müßte die Barbettendicke nicht (linear ?) von der Solldicke auf z.B. die 230 mm auslaufen ? Dann trifft der zunehmend schlechtere Winkel auf eine zunehmend dünnere Panzerung.

Sonst sehe ich wieder den berühmten Granatmagneten in Aktion ...

Gruß - TM
WoW: [FMA] torpedo07

delcyros

#7
Dabei handelt es sich um eine theoretische Möglichkeit -von geringer praktischer Relevanz. In allen Fällen, wo die ausgedünnten Bereiche der Barbette getroffen werden, muß die Granate bereits andere Teile des Schiffes passiert haben. Die oberen Bereiche werden zudem von den Kampftürmen zusätzlich gedeckt, die unteren Bereiche können nur getroffen werden, wenn die Granate zuvor eine ziemliche Distanz im Rumpf zurückgelegt hat, was bei der massiveren Ausbildung der Tragschotten im entsprechenden Rumpfbereich die leichten AP-Kappen der englischen und amerikanischen APC-Granaten entfernt. Ohne AP-Kappe, bei Einschlagwinkeln von 20 Grad und drüber kommt man auch nicht mehr so leicht in zündfähigem Zustand durch 230mm. In der Regel sind die Einschlagwinkel aber ungleich schwieriger, da die Lage zum Ziel mit der Forderung des Einsatzes aller SA-Türme mehr Drehung vorschreibt und Winkel von über 30Grad (+ Fallwinkel) zur Plattenmitte verursacht. Eine Täperung ist natürlich technisch besser aber auch aufwendiger in der Herstellung, zumal bei gewölbten Oberflächen.
Statistisch betrachtet sind Treffer auf ausgedünnten Teilen der Barbetten (abgesehen von der Ausdünnung im unteren Bereich) extrem selten. Verglichen mit der Ausdünnugspraxis der Amerikaner, Franzosen und Briten -wo stets auch ungedeckte Flächen ausgedünnt werden- nimmt sich das Schema auch ausgesprochen konservativ aus.

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