Бюллетень №4

"Реализация остекления кабин в игре Ил-2 БзС/М"

Версия 2.005

1. Органическое стекло.

Опираясь на мемуары и воспоминания, а также на косвенные свидетельства в документах



(1), разработчики пришли к выводу, что советский материал для остекления кабин должен быть желтоватым, мутным и покрытым пятнами грязи. 
Непонятно, на основе каких критериев определялась степень дефектов. Надо отдать должное, художнику удалось воссоздать состояние оргстекла после длительного воздействия солнца, атмосферы, абразивных частиц и масла. Выглядит на самом деле очень похоже. При этом остекление у немецких и американских самолетов имеет вид нового,  за исключением того, что гнутый плексиглас фонарей не имеет искажений по угловым размерам объектов, которые вызываются переменной кривизной (что прекрасно видно на видео с полетом реального FW-190 (2)).




В чем были реальные отличия в остеклении?

На советских самолетах 30-х применялся целлулоид, который реально имел очень низкое значение прозрачности и склонность к помутнению при воздействии ультрафиолета. Это можно отнести к И-16 до 18-й серии ( последние серии имели уже козырек из оргстекла) и к И-16, моделируемому в игре вряд ли относится, но несомненно, могло отразится в мемуарах и воспоминаниях людей, летавших на И-16 5-й, 10-й серий.
Оргстекло советское, немецкое, американское имеет примерно одинаковый состав смолы в своей основе (акриловая смола имела один состав и в Германии и в Америке и в СССР), а значит одинаковую прозрачность и коэффициент. преломления у нового листа. Отличия становятся заметны при некоторой длительности эксплуатации и связаны с применяемыми пластификаторами (склонность к образованию серебрения, трещин и царапин) и стабилизаторами ( склонность к пожелтению и уменьшению прозрачности от воздействия ультрафиолета). Эти отличия не относятся к новому оргстеклу ( у нас же новые самолеты?) и могут быть нивелированы соответствующим уходом (правильная чистка, полировка, укрытие защитными чехлами). Об этом есть свидетельства в руководствах по ремонту (3).


Предполетная подготовка, видно что техник тщательно протирает козырек фонаря.


К примеру в 4-ом квартале 1943 было выделено полировочных паст для ВВС КА, АДД и ВВС ВМФ в количестве: Паста ГОИ 450 кг, Паста №1 и №2 для полировки оргстекла 2560 кг. (Приложение №38 к постановлению ГОКО 4291сс от 8 октября 1943 года)

Еще один ряд отличий может быть связан с качеством экструзии при производстве. Это количество и размер включений (пузыри, волокна), а также отклонения по разнотолщинности (волнистость, рябь), которые нормируются различными ТУ (4, 5,), но мало влияют на общую прозрачность и не могут быть замоделированы уменьшением резкости изображения сквозь оргстекло. Таким образом было бы правильно для нового советского (немецкого, американского) оргстекла моделировать его соответствующим количеством включений , уменьшая их ,включений, резкость и увеличивая их размер при приближении камеры к данному включению, оставляя прозрачность остекления и резкость объектов за ним без изменения, и моделировать соответствующую волнистость изменением угловых размеров объектов, соответственно надо моделировать и изменение угловых размеров на переменных радиусах плексиглас для гнутых участков фонарей там, где эти участки есть (или не моделировать волнистость и гнутость вообще никому). Моделировать мутность и грязь (причем только для советских самолетов) уменьшением резкости объектов и пятнами в углах переплета считаю неверным, ибо мутность, пожелтение и грязь присуща не новым самолетам (всем) и зависит от конкретных условий эксплуатации. Или надо вводить в моделирование каким–то образом срок и условия эксплуатации, но и немецкий плексиглас должен быть включен в такое моделирование с соответствующей поправкой на срок эксплуатации и умелость рук и наличие времени у механиков
.


3. Качество советского оргстекла.

Постановление Государственного Комитета Обороны № 1754сс от 15 мая 1942 г.
"Об обеспечении производства органического стекла по качеству не хуже, чем на самолетах "Томагаук".

Тов. Первухин в соответствии с постановлением выпустил «Приказ наркома химической промышленности М.Г. Первухина от 16 мая 1942 г., в котором исследователям-химикам предписывалось немедленно организовать работы по изучению химического состава и физико-механических свойств органического стекла, применяемого на американских истребителях «Томагаук».

15 мая 1942 года заводу К-4 установлена полная мощность 700 тонн, а заводу "Карболит" 300 тонн оргстекла в год, но в связи с проблемами пуска эвакуированных заводов (см. Исторические материалы) СССР импортировал зарубежный плексиглас из США и Англии. Всего за годы войны импортировано:

Плексиглас (США) - 581,2 тонн
Перспекс (Англия) - 1949,1 тонн
Пуленепробиваемое стекло - 50 комплектов.
Что составляет практически 50% от установленного планом.
(Источник: Статистический справочник Внешняя торговля Союза ССР с 22-6-1941 по 31-12-1945)

Качество американского плексигласа

Качество английского плексигласа "Perspex"

Документ о допустимых повреждений оргстекла в эксплуатации.

Як-9П. Ремонт, 1949г


Качество плексигласа дано по НКХП №503-41

"Для граней козырька допускаются только волостные царапины.
Тоже на боковой поверхности сдвижной части.
Верх сдвижной части и на заднем обтекателе допускаются волостные царапины и царапины глубиной до 0.15 мм"

Документ на качество плексигласа от 1941г, действительный в 1949г.


2. Бронестекло.

Как выглядят бронестекла в игре, и как в реальности, будет показано ниже.
Отличие советского и немецкого (американского) подхода в производстве бронестекла следующее. Советское бронестекло, состоящее из двух слоев разнородных материалов (сталинит(закаленное стекло) и оргстекло), соединенных клеевым слоем, имело большую прозрачность и меньшее отклонение от белого (в силу разной спектральной полосы поглощения слоев), чем многослойное (четыре и более слоев закаленного стекла) немецкое с зелено-синим оттенком(2). Моделирование производственных дефектов для советского бронестекла ( волнистость подложки из оргстекла и включений в ней) должно быть сделано соответствующим образом, но никак не уменьшенной резкостью объектов за стеклом (мутностью). Соответственно, для немецких бронестекол должен быть смоделирован их цветовой оттенок . И для всех бронестекол должна быть смоделирована прозрачность , но не снижением резкости (мутность), а соответствующим снижением яркости и контрастности. Моделирование запотевания, грязи и пыли в щели между бронестеклом и оргстеклом фонаря (Bf-109, Як-1) либо должно быть сделано для всех, у кого такая щель присутствует, либо не моделироваться вообще (самолет новый, или отмыт и почищен механиком).


Для справки. Согласно РДК-43 , параграф 74265, прозрачность бронестекла должна быть не менее 75%:

Исследование прозрачности куска бронестекла от Ил-2, сбитого в начале 43-го (находится в Монино)

Подложка под стеклом белая. Фото конвертировано в черно-белый вид, по шкале серого КОДАК определено соответствие тонов для белой основы и этой же основы сквозь стекло. 

По расположению тонов относительно черного (100% непрозрачность) и белой основы ( 100% прозрачность) определена прозрачность бронестекла серийного ила начала 43-го. Приблизительно 85% . Этот кусок пролежал в болоте 60 лет. Новое, вероятно, должно быть не хуже. И никакой "мутности".

Итоги.
Сейчас в игре мы имеем сильно состаренное и загрязненное остекление на советских самолетах (за исключением Р-40) без учета возможной волнистости и новое на немецких),без учета переменной кривизны, а также должного оттенка и прозрачности на бронестеклах.

Кроме того, есть несоответствия в отображении повреждений советских бронестекол. Вот так изображается поражение таблетированной брони в игре:
Именно так, как и должно поражаться бронестекло немецких самолетов (на этом снимке, кроме того, видно, что бронестекло Bf-109 имеет не 100% прозрачность):

Но советская броня до 1943г именно и делалась таблетированной, потому что разрушалась так:

Пожалуй, правильней сказать, что в СССР дефекты прозрачной брони, а именно:                                                                 - оптические искажения;                                                                                                                                                                 - непроклеи и пузыри на границе склеиваемых слоев;  были устранены  к концу 44-го. (6)                                                 - трещины в «подушке» из оргстекла ("серебро") были устранены в 1943-м году.                                                                   

Анализ причин возникновения дефектов позволил в короткие сроки разработать технологические методы повышения качества прозрачной авиационной брони. Установили, что оптические искажения обусловлены отступлением радиуса кривизны реальных пластин силикатного и органического стекол от их параллельности, а непроклеи и пузыри – деформацией оргстекла в эксплуатационных условиях перепада температур по толщине.

В январе 1943 года вышло постановление ГОКО №2732с, имеющее в своем составе приложение 34

Дефекты прозрачной брони устранили модифицированием технологии производства – плоскопараллельным ориентированием пластин из оргстекла, их термообработкой, повышением эластичных свойств и толщины склеивающего слоя до 3 мм. Прозрачная броня иностранного производства представляла собой пакет силикатных стекол, склеенных в монолит, и по характеристикам уступала отечественной, которая обеспечивала пулестойкость при обстреле с дистанции 50 м. При всех равных условиях американская броня того же веса обеспечивала защиту только с дистанции 800 м. (К слову сказать претензий к плексигласу не отмечено)                                        

С оптическими искажениями все оказалось намного сложнее - настолько сложнее, что они послужили одной из причин отказа от таблетированной брони вообще в пользу брони из обычного силикатного стекла.

В этой связи характерно письмо С. В. Ильюшина зам. командующему ВВС А. К. Репину от 27.01.43:

"Заводом 148 Наркомхимпрома изготовлены сплошные бронестекла для фонаря кабины пилота самолета Ил-2. Образцы этих бронестекол отстреляны в НИИ АВ с удовлетворительными по пулестойкости результатами.
Указанные бронестекла неизмеримо выше по своей прозрачности и т.о. ликвидируют тот недостаток, который имеется в существующих бронестеклах фонаря пилота самолета Ил-2.
Предлагаемые бронестекла по своей конструкции таковы, что они обеспечивают при эксплуатации лучшую устойчивость в отношении образования пузырей в склейке и образование каких-либо загрязнении.
Кроме того, предлагаемые стекла в производственном отношении проще и дешевле, чем ныне выпускаемые.
На основании вышеизложенного, просим Вас утвердить предлагаемые заводом бронестекла новой конструкции для самолета Ил-2."


Зная всю предысторию проблем с таблетированной броней, понятно, что в этом тексте под "прозрачностью" понимается вовсе не "хрустальная чистота материала" (материалы какие были, такие и остались - стекло и оргстекло), а улучшение видимости из-за отсутствия стыков плиток сталинита и оптических искажений ("ликвидируют тот недостаток" - даже в письме зам. командующему С. В. Ильюшин следит за секретностью переговоров и выражается эвфемизмами!). Человек, не знакомый со всей этой "кухней" будет совершенно уверен в том, что старая броня была "мутной", а вот новая стала "прозрачной"!

Дело в том, что сталинит, в силу своей склонности к саморазрушению, не поддается ровным счетом никакой механической обработке, в том числе и шлифованию, поэтому технологи так и не смогли обеспечить авиационную промышленность достаточно точными с оптической точки зрения плоскопараллельными пластинами из сталинита.

Из отчета ВИАМ "Изыскания новых материалов для производства прозрачной брони за 1943 год", подписан 19.06.1944 г.:

"Применяемому в производстве отечественной прозрачной брони закаленному силикатному стеклу или "сталиниту" до последнего времени было свойственно большое оптическое искажение, в частности обусловленное режимом закалки.
Так называемая “игра изображения" и искажение периферийными полями возникают именно при закалке стекла. Хотя в настоящее время и ведутся работы по уменьшение этих оптических дефектов путем разных технологических мероприятий, все же наиболее радикальным способом преодоления этих недостатков явился бы переход от закаленного стекла к отожженному или хотя бы к сырому."  Речь идет о оптических искажениях, но не о мутности стекла ( примечание к цитате).
Кроме того, таблетированная броня заметно затрудняла обзор своими стыками между пластинами сталинита. Из письма наркому стройматериалов Соснину Л. А. от 18.09.42:
"Практическим назначением самолета штурмовика Ил-2 требует наилучшего обзора земных целей, что при существующей конструкции бронестекол, составляемых из отдельных таблеток, становится затруднительным.
Указывая на это обстоятельство ГК самолета Ил-2 С. В. Ильюшин обратился в Правительство с просьбой о разрешении замены прозрачной брони из составных бронестекол - цельными."
Для этой цели были изготовлены и испытаны на пулестойкость комплекты бронекозырьков Ил-2, Як-1 и Ла-5 на основе сырого таблетированного силикатного стекла."
Отечественная прозрачная «таблетированная» броня марки К-4 устанавливалась на штурмовике Ил-2. Представляла собой слоистую композицию с внешним слоем из закалённого стекла (сталинита) толщиной 34 мм — набранного из плиток 100х150 мм, и внутренним слоем или «подушкой» из органического стекла 30 мм. Выпускалась в виде плоских плит, слои соединялись тонкой плёнкой поливинилбутираля. При толщине 64 мм и массе 120 кг/м2 броня не пробивалась 7,62 мм бронебойной пулей при стрельбе практически в упор (Д=30 м).
По пулестойкости закаленного и обычного стекла - каленое все-таки несколько более пулестойкое, хотя и незначительно. Мнение академика С. В. Вавилова из книги "Оптика в военном деле", 1945 г.:

В связи с этим, сотрудники ВИАМ изучили трофейные бронестекла, пришли к выводу, что в них используются обычные (незакаленные) силикатные стекла и даже усомнились в оценке пулестойкости таблетированного бронестекла, данной лабораторией непосредственного разработчика-изготовителя таблетированных бронестекол: завода К-4. Цитата из отчета:                                                                                                                                                                                 "Однако, немецкая и английская прозрачная броня представляют собой чисто силикатную броню, в то время как отечественная прозрачная броня является гетерогенной. Поэтому представилось необходимым дополнительно исследовать вопрос о возможности применения сырого стекла в гетерогенном типе прозрачной брони. Это представлялось том более необходимым, что по данным лаборатории завода К-4 комбинация сталинита с органическим стеклом дает более высокую пулестойкость в сравнения с сырым стеклом в той же комбинации.

Поскольку, однако, данные завода К-4 с методической стороны на являются безукоризненными (несравнимость размеров обстреливавшихся образцов размерами эксплоатируемых деталей), представлялось необходимым вновь исследовать этот вопрос.

Интересно, что после перехода на сплошные стекла проблема разницы в температурном расширении по понятным причинам возникла вновь. 

Из письма начальнику УЗС ВВС КА генерал-майору Алексееву от 08.09.44:
"Настоятельное требование ВВС КА и конструкторов самолетов об улучшении оптических свойств прозрачной авиаброни и перевода на бестаблеточную броню обязывает НКХП, не ожидая длительных исследований и накопления практического опыта, переходить на серийное производство новой конструкции брони со сплошным несталинизированным стеклом.
Применение сплошных силикатных стекол вместо таблетированных наряду с бесспорным улучшением оптических свойств, одновременно связано с тем, что основной органический дефект прозрачной брони с органической подушкой - разность коэффициента теплопроводности между органикой и силикатом и прогиб подушки при термических изменениях - сказывается еще резче, благодаря увеличению площади сплошных силикатных стекол против сталинита. Потому условия для образования пузырей в склеиваемом слое особенно по краям, при изменении температуры становятся еще более благоприятными, что, в свою очередь, усложняет герметизацию торцевых швов.
Наркомхимпромом принимаются сейчас следующие меры к тому, чтобы избегать образования пузырей и обеспечить существующие нормы технических условий на броню по испытаниям на термо, термоводостойкость и морозостойкость:
1. Все детали со сплошным стеклом клеятся на двойной пленке
2. Изменен режим набухания пленки - вертикальный вместо горизонтального, что должно обеспечить равномерность пластификации пленки
3. Испытываются новые замазки и уплотняющие материалы для герметизации швов
4. Изготовлены и проходят испытания в НИИ ВВС опытные комплекты Ил-10 на более тонкой /15 мм вместо 30 мм/ и двуслойной подушке. Предварительные испытания таких деталей дали вполне удовлетворительные результаты в части беспузырности брони. В настоящее время отрабатывается технология изготовления тонких подушек. Работы будут закончены в течение месяца.
Так как решениями ГОКО Наркомхимпром обязан уже выпускать в достаточно большом количестве авиаброню со сплошным стеклом /Як-З, Ил-10, Ла-5/, а технических условий на эту конструкцию брони пока нет, мы считаем необходимым до окончательной отработки технологии изготовления этого вида брони утвердить временные технические условия на нее, не оговаривая показателей термо, термовлагоустойчивости и морозоустойчивости, вести одновременно систематические испытания по этим показателям, с тем, чтобы через 3 месяца ввести эти показатели в ТУ.
Так же предлагаем не вводить в эти временные ТУ на броню норм на пороки силикатного стекла, а контролировать эти пороки при приемке, пользуясь ТУ на силикатное стекло." 


Как бы то ни было - в отчете о работе авиационной промышленности за 1944 год от декабря месяца был декларирован уже состоявшийся переход от таблетированной брони к броне из обычного стекла. 

Этапы большого пути:

Исторический обзор

1. В 1941 году основным поставщиком авиационной брони для самолета Ил-2 являлся завод К-4 Наркомхимпрома (г. Ленинград). Вследствие эвакуации этого завода в 1941 г. в г. Челябинск производство авиационной брони на этом заводе до III-го квартала 1942 года было прекращено.
2. В 1942 году было организовано производство авиационной брони для самолетов Ил-2 на заводе № 148 НКХП (г. Дзержинск),
3. Выпуск авиационной прозрачной брони заводами № 148 И К-4 для самолетов Ил-2 производился в недостаточных количествах, благодаря чему поставка бронекозырьков самолетным заводам в основном поставлялась единицами комплектов самолетами или по железной дороге с сопровождающими. Качество прозрачной брони было низкое. Брак прозрачной брони доходил до 60% поставки. 60%- БРАК. Но 40% соответствовало ТУ по качеству. В игре моделируются бракованные изделия? (Техническая документация отсутствовала).
4. С III квартала 1942 года выпуск бронекозырьков типа К-01 для самолетов Ил-2 был доведен до потребностей самолетных заводов, качество прозрачной брони по-прежнему оставалось на низком уровне.
5. В 1942 году на вооружение самолетов ЛаГГ-3 и Як-1 принята прозрачная броня типа К-04 и К-05. Производство - вначале организовано на заводе № 148 НКХП, затем на заводе К-4 НКХП.
В 1943 году на вооружение самолетов Як-3 была принята прозрачная броня типа К-06,а в 1944 году для самолета Ил-10 прозрачная броня типа К-07.
6. В период 1942-1944 годов по прозрачной авиационной брони 12 Главным Управлением, совместно с ВИАМ проведены работы на заводах-поставщиках, в результате чего, указанные выше недостатки были устранены и на сегодня мы имеем:
а) упорядочена техническая документация (технические условия, чертежи и т.п.);
б) введены и внедрены "Стандартные методы испытаний" прозрачной брони;
в) замена таблетированного броне-экрана из сталинита на сплошное незакаленное силикатное стекло;
г) оформление бронестекол в металлическую оправу;
д) достигнута взаимозаменяемость бронестекол, вследствие чего прекращена доработка деталей на заводах НКАП;
е) брак доведен до 6-8 % :
ж) резко улучшены качества бронекозырьков (оптические свойства, склейка и т.п.)
7. Благодаря принятым мерам Главным Управлением, поставка бронекозырьков самолетным заводам в 1944 году производится в количествах, удовлетворяющих выпуск самолетов.
В целом, можно сказать, что отказ от использования "таблеток" из сталинита в пользу сплошного листа из обычного силикатного стекла поставил под вопрос саму идею композитной брони, выдвинутой коллективом под руководством М. М. Гудимова - какой смысл клеить нестандартное толстое силикатное стекло на подложку из оргстекла, когда можно просто взять обычное силикатное стекло обычной толщины, приклеить его к другому такому же стеклу и сделать так пять-шесть раз, как это и делали немцы, англичане, американцы и прочие.

Вот пример уже целого , нетаблетированного, стекла после 43-го ( Як-9У):

На мутность не следует обращать внимания , этому стеклу более 60 лет. и ухода за ним никакого.
Кроме того на игровом Як-1б отсутствует металлическая обечайка вокруг бронестекла (см. фото выше) Это необходимый элемент, защищающий брfонестекло от растрескивания при ударах по торцу слоя из сталинита.


Фото, иллюстрирующие меньшую прозрачность и цвет бронестекла по сравнению с остальным остеклением.



Р-40 с аналогичной немецкой технологией изготовления бронестекла.




Фото, иллюстрирующее наличие загрязнений или запотеваний в зазоре между бронестеклом и плексигласом на немецких самолетах: 


Вид немецких бронестекол в игре:

Ни прозрачность (в игре завышена), ни цвет не соответствует реальным.

Вот так выглядят бронестекла на иле и Як-1б в игре:

ВЫВОДЫ:

Согласно изложенным материалам, основными дефектами бронестекла отечественного производства являлись:

1. Оптические искажения

2. Дефекты склейки 

3. Образование "серебрения" в оргстекле.

Данные дефекты являлись конструктивными, которые удалось частично устранить при дальнейшем производстве, путем совершенствования технологии изготовления. 

Однако реализация остекления  на советских самолетах, несомненно выполненная на высоком художественном уровне не соответствует не только состоянию нового на новом самолете, но и своим конструктивным особенностям.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ:

«Замыленность» , уменьшенную резкость  в поле бронестекла Яка желательно заменить соответствующей «прозрачностью», то есть яркостью и контрастностью

Для Ил-2:

Для Як-1

Для P-40

Для FW-190

Для Bf-109


Советские бронестекла должны быть , если уж имитировать низкое качество, более темными, с коричневым оттенком и иметь оптические искажения (игру изображения) , но никак не мутность и «замыленность»

Имитация старого и мутного оргстекла на советских самолетах, несомненно выполненная на высоком художественном уровне, кроме того, что не совсем соответствует состоянию нового на новом самолете, для виртуальных пилотов создает повышенную нагрузку на зрение, заставляя глаза усиленно фокусироваться на подвижные объекты, имеющие изначально низкую четкость, что приводит к быстрой утомляемости глаз и наносит вред здоровью. 



Лабораторная работа "Натурное моделирование бронестекол".

Введение.

Прозра́чность среды́ — свойство вещества направленно пропускать свет; характеризуется отношением величины потока излучения I, прошедшего без изменения направления через слой среды единичной толщины, к величине потока излучения Iо, вошедшего в эту среду в виде параллельного пучка (то есть при исключении влияния поверхностей раздела). Зависит от степени отражения, поглощения и рассеяния света веществом.

Для однородной среды прозрачность линейно зависит от толщины слоя среды,проходимой пучком света.

Опираясь на вышеизложенное, можно смоделировать и сравнить прозрачность бронестекол , масштабно уменьшив их толщину. При этом потеря потока в реальном бронестекле по сравнению с образцами будет выглядеть следующим образом:

N= (1 – I/Io)*n

где N– потеря величины потока излучения в реальном бронестекле, I - величина потока излучения, прошедшего через образец, Io - величина потока излучения, вошедшего в образец, n -масштаб толщины образца.


Материалы.

Для моделирования немецкого бронестекла взято 4 слоя силикатного стекла толщиной 4 мм. Советское бронестекло моделировалось следующим образом : слой оргстекла 2мм/зазор 2мм/силикатное стекло 8мм/оргстекло 8мм.

Для сравнения спектра поглощения (тонирования) силикатного стекла и оргстекла взято 4 образца силикатного стекла толщиной 4мм и 4 образца оргстекла толщиной 4мм.

Метод сравнения.

Производилось фотографирование соответствующих слоев на белом фоне. Для определения сравнительной прозрачности фотография инвертировалась в черно-белый формат. Производилось сравнение с белым фоном и образцов между собой.

Результаты:

Разница тона силикатного стекла и оргстекла видна на этой фотографии:


На фото образцы толщиной 16 мм (4шт  по 4мм)

Прозрачность силикатного стекла по сравнению с оргстеклом аналогичной толщины
можно увидеть на этом фото:

Очевидно, что оргстекло обладает большей прозрачностью в сравнении с силикатным стеклом одинаковой толщины.
Разницу в тоне моделей бронестекол можно увидеть на этом фото:


Образцы реальных бронестекол соответствуют представленным моделям по тону:

Ил-2:


Bf-109:


Сравнительную прозрачность можно оценить по этому фото:


Очевидно, что модель советского бронестекла незначительно, но прозрачнее немецкого.

Выводы.

1. В игре и немецкие и американские и советские бронестекла неверно смоделированы по тону .

2. Новые, соответствующие ТУ бронестекла должны иметь схожую прозрачность (при одинаковой толщине), но разный цветовой тон. Если моделировать технически исправные самолеты, даже после 1 мес. эксплуатации.

НАТУРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Видео YouTube


Данное видео прекрасно иллюстрирует оптический эффект стекла большой толщины, что относится ко всем бронестеклам.

Исторические материалы

Проект «К-4» пуленепробиваемые
На протяжении многих лет челябинцы хранили секрет производства бронированного стекла.

В первые годы Великой Отечественной войны лётчиков, бороздивших небесные просторы на штурмовиках Ил-2, защищали от вражеских пуль и осколков козырьки из бронированного стекла. А в последние годы войны бронестеклом оснащали уже все боевые самолёты, сходившие с конвейеров.

Секрет производства авиаброни, спасшей жизни многих людей, тщательно охранялся государством. Выпускали чудо-стекло всего на двух заводах в Советском Союзе. Один из них находился в Дзержинске (Нижегородская область), другой — в Челябинске.

«Гибкое стекло»

В ноябре 2009 года Челябинская областная межведомственная комиссия по рассекречиванию документов решила открыть для общественности архивы фонда Р-1357 — Челябинский завод «Оргстекло» за 1941 — 1950 годы. Документы фонда освещают историю строительства и становления в нашем городе уникального предприятия, производившего в годы войны пуленепробиваемое стекло для авиации, а позже — бусы, разделочные доски, шкатулки и другие товары народного потребления.

Однако рассказ о таинственном заводе, сохранившемся в истории под кодовым названием «К-4», следует начать с того, как вообще была изобретена прозрачная броня. Эту историю поведал один из создателей бронестекла Зуся Шульман.

Его воспоминания бережно хранятся в фонде Государственного архива Челябинской области.

Открытию авиаброни предшествовало в начале XX века стремительное развитие авиации во всём мире. В 1928 году в Германии был изобретен плексиглас, или «гибкое стекло» — так переводится название марки Plexiglas, под которой с 1933 года велось промышленное производство прозрачного материала, превосходившего по своим качественным показателям все существующие на тот момент виды стекла.

Органическое стекло (а именно о нём мы и говорим) обладало ценными свойствами, необходимыми для самолётов: прозрачное, водостойкое, не чувствительное к воздействию авиационных бензина и масел, менее травмоопасное, чем обычное стекло.
В 1935 году директор НИИ пластмасс Сергей Ушаков привёз из Германии, где он был во время командировки, образец плексигласа. Отчитываясь по результатам поездки перед наркомом Серго Орджоникидзе, он представил ему чудо-полимер.
Секрет производства плексигласа немцы тщательно охраняли, советским учёным надлежало в короткие сроки открыть его заново. Такую задачу Орджоникидзе поставил перед НИИ пластмасс.
Работа по синтезу полимера, получившая название «К-4», проходила в строгой секретности. В 1936 году был получен советский плексиглас. И на построенном в Ленинграде одноимённом заводе «К-4» приступили к выпуску оргстекла, которое стало применяться не только в авиации, но и, например, для остекления перископов подводных лодок.

— Тогда-то и зародилась у нас заманчивая мысль о прозрачной броне, — вспоминал Зуся Шульман (во второй половине 30-х годов он возглавлял один из цехов завода «К-4»). 
— Нельзя ли получить на основе оргстекла материал, который выдержит удар пули или осколка?

Одновременно с нами, заводскими инженерами, другая группа исследователей в НИИ пластмасс тоже вела испытания оргстекла на пулестойкость. Обе группы работали на первых порах самостоятельно, по своему почину.
Поэтому какое-то время мы не подозревали, что одержимы одной целью. Хотя практические результаты мало обнадёживали, нашей работой заинтересовались в НИИ ВВС. Группу Григория Зискина из института пластмасс передали заводу. Стали работать над бронестеклом сообща.

Григорий Львович Зискин (настоящее имя и отчество Герш Лейбович) — химик, изобретатель. Родился в 1915 году в городе Невель, умер в 1999 в Челябинске.
В 1939-м возглавил лабораторию органического синтеза Ленинградского химико-технологического института имени Д.И. Менделеева. В декабре 1941-го лаборатория была эвакуирована в Челябинск, на её базе создан опытный завод «К-4».
Зискин работал главным инженером предприятия, а с 1965 по 1987 год — директором. Под его руководством было создано прозрачное бронестекло «сталинит».
Наладил технологию безотходного производства органического стекла, бытовых товаров. Автор 30 изобретений.
На доме № 36 по улице Цвиллинга, где жил Зискин, в апреле 2000 года была установлена мемориальная доска.
Интересный факт: имя дочери Григория Львовича Эмилии Волковой хорошо известно на Южном Урале. Она доктор медицинских наук, главный кардиолог областного министерства здравоохранения.
У неё была возможность поступить на факультет журналистики в МГУ, но девушка выбрала медицинский, так как хотела вылечить отца, у которого развился сердечный недуг.




Прозрачная броня

Пуля, выпущенная из трёхлинейной винтовки с 30 шагов, разносила плексиглас на куски. Тогда придумали покрыть его поверхность защитным слоем из закалённого стекла — сталинита при помощи специальной бесцветной плёнки.
Сталинит накладывался не цельным листом, а отдельными плитками, так называемыми «таблетками», тщательно пригнанными одна к другой. Наружный экран гасил ударную силу пули.
Ударившись в «таблетку», она оставляла на её поверхности трещины, но не пробивала стекло, при этом оставшаяся часть стекла оказывалась нетронутой.
Испытания изобретения, к которому был причастен Григорий Зискин, а также другие учёные, проводились на полигоне Ижорского завода, а консультировал исследователей всемирно известный академик Абрам Фёдорович Иоффе и его ученик, один из основателей российской ядерной энергетики, Анатолий Петрович Александров. 

Добиться идеальной прозрачности бронированного стекла советским учёным не удалось. И это обстоятельство чуть было не погубило их детище.

Специалисты из Всероссийского института авиационных материалов (ВИАМ) утверждали, что мельчайшие включения инородных частиц искажают оптические свойства стекла, и требовали улучшить его качество. Спор помог разрешить конструктор Ильюшин, который высказался против нереальных на тот момент требований ВИАМа.




«К-4» в Челябинске

К началу Великой Отечественной войны в Советском Союзе работало всего два секретных завода, производивших плексиглас. Один из них разместился в Ленинграде, другой — в Дзержинске.
Однако в 1941 году Государственный комитет обороны (ГКО) приказал эвакуировать ленинградский завод «К-4» в Челябинск. Группа из десяти специалистов этого предприятия — слесари, аппаратчики и главный инженер Зуся Шульман — срочно отправились на Южный Урал.
Первые образцы советского органического стекла, или плексигласа, испытывались в условиях Северного полюса. В 1937 году академик Евгений Фёдоров приехал на завод «К-4» и заказал детали из плексигласа для окон палатки. 
Обычное стекло при минус 60 становилось хрупким как лёд, а оргстекло выстояло.
— В Челябинске нас застали обескураживающие вести, — вспоминал Зуся Давыдович. — Ленинград в кольце.
Эвакуация завода невозможна. На Урал успели отправить только металлообрабатывающие станки.
Значит, нет ни специалистов, ни оборудования, ни сырья. Но решение ГКО непреложно: в кратчайшие сроки наладить в Челябинске выпуск авиационной брони.

Для размещения предприятия были выделены здания дрожжевого завода и завода безалкогольных напитков, которые находились на улице Свободы. Демонтаж оборудования безалкогольного завода начали только 25 августа 1941 года, а дрожжевой завод по настоянию местных властей работал до 7 сентября.
Часть оборудования должен был изготовить Тамбовский машиностроительный завод «Комсомолец», но в Челябинск оно так и не поступило. В связи с создавшимся положением в октябре приступили к изготовлению необходимого для производства оборудования на площадке челябинского завода.
Часть техники в Челябинске невозможно было изготовить из-за недостаточной механической базы и отсутствия меди, алюминия и других металлов. Котельная на заводе была маломощная, обещанные котлы в ноябре 1941 года ещё не поступили. Трансформаторная подстанция также не подходила по мощности, поэтому была построена новая, но оборудовать её было нечем.
Кроме того, завод испытывал огромные трудности из-за отсутствия квалифицированных рабочих и инженеров. С ленинградского завода в Челябинск прибыло только шесть инженеров и пять рабочих.

Фактически директору завода Шульману пришлось в максимально короткие сроки построить новое предприятие.
Приказом Главхимпласта от 2 сентября 1941 года новому директору завода Шульману было приказано к 5 октября 1941 года закончить монтаж оборудования и пустить его на полную мощность. Однако в установленные сроки завод не был готов приступить к производству.
Для этого просто не хватало времени. 1 февраля 1942 года «К-4» был готов к сдаче в эксплуатацию первой очереди, но пуск задержался из-за отсутствия сырья.

Официально 10 июня 1942 года в Челябинске началась пробная эксплуатация предприятия. А с июля на нём приступили к выпуску продукции.
Из-за отсутствия квалифицированных кадров работать на завод «К-4» определили бывших мастериц-дрожжеваров и специалистов по лимонаду — их срочно начали обучать новой сложной профессии.

— Никогда прежде я не видел, чтобы люди работали так самоотверженно, — рассказывал Зуся Шульман. — Вспоминаю лучшую нашу шлифовщицу Марию Миргаязову. Она пришла к нам из ФЗО 15-летней девчушкой, а через полгода у неё появились уже свои ученики. 
Светлая голова была и у рабочего Кириллова. Он первым предложил обрабатывать оргстекло не на металлорежущих станках, как это принято было по технологии, а на более скоростных — деревообделочных. Смелое новшество резко подняло производительность труда станочников.
Основными изделиями, определившими профиль завода, были тонкое листовое оргстекло и бронекозырьки — прозрачная авиаброня для самолётов Ил-2. В последние годы войны боевые самолёты всех типов имели защиту из бронестекла.
Из Челябинска на авиазаводы ежемесячно высылали сотни её комплектов для Ил-2 и тысячи — для истребителей.

Конец истории

После окончания войны завод продолжал выпускать оргстекло для авиационной промышленности. Только теперь он получил «мирное» название — челябинский завод «Оргстекло».

В 1948 году начались разработки производства прозрачной брони с электрообогревом. Кроме этого, на заводе приступили к освоению и выпуску товаров народного потребления.
В 1964 году в нашем городе был открыт цех по производству крупногабаритного органического стекла, в 1967-м в Металлургическом районе заработал цех метилметакрилата, а в 1988-м — цех минеральных удобрений, который перерабатывал отходы производства метилматакрилата. С 1967 года начался выпуск изделий из оргстекла, а с 1973-го — из пластмасс.
Заводчане выпускали пуговицы, бусы, пудреницы, портсигары, шкатулки, чернильные приборы, сахарницы, чайники, вазы, хлебницы и другую подобную продукцию.
Однако в 90-х годах в стране начался экономический кризис. Сырьё подорожало, а продукция из оргстекла перестала пользоваться спросом.
Предприятие было вынуждено снизить производственные мощности. Если в 1991 году на двух заводах в России было произведено 43,20 тысячи тонн продукции из оргстекла, то в 1997 году — уже 4,57 тысячи тонн.
В 1993 году Челябинский завод органического стекла приватизировали, однако вскоре областной арбитражный суд объявил ОАО «Челябинский завод оргстекла» банкротом. Назначили конкурсное управление. Но и оно не помогло. В 1997 году предприятие было продано с молотка.

Промышленная компания «Индастри групп» купила его всего за восемь миллионов рублей. Это был первый в истории Челябинской области случай, когда промышленное предприятие было признано несостоятельным.

Зуся Шульман вспоминал: «Однажды в Челябинск с фронта прислали образцы материала, который фашисты применяли в качестве стеклоброни для кабин самолётов. Оказалось, это всего лишь утолщённое силикатное стекло, прошедшее закалку. (Комментарий Вообще-то "силикатное стекло, прошедшее закалку" - это сталинит.)

Пуля пробивала его. Видимо, секрет нашей трёхслойной брони немцами не был раскрыт».

Источники.

1. Отчет НИИ ВВС об испытаниях Як-1 127-й серии.
2. Видео полета FW-190 https://www.youtube.com/watch?v=7vpVB1R9Lk8
3. Полевой ремонт самолетов. Военное издательство НКО,1943г.
4. Технические требования . НКХП №503-41, 1941г
5. Стекло органическое техническое. ГОСТ 16722-72.
6. Сайты о прозрачной броне
http://viam-works.ru...cles?art_id=819
http://dic.academic....f/ruwiki/674323
http://vecherka.su/a.../society/37672/
http://agnc.ru/publication/137
https://yadi.sk/i/tXNyG7XsyapgE
http://army-news.ru/2012/06/problemy-sozdaniya-prozrachnoj-broni/ - таблица с прозрачностью.
7. Коэффициент пропускания по толщине:
http://www.bsiz.ru/gost8
8. Гудимов М.М., Сентюрин Е.Г. Прозрачная броня и органические стекла /В кн.: Авиационные материалы на рубеже ХХ–ХХI веков: Науч.-технич. сб. М.: ВИАМ. 1994. С. 370–373.
9. Сентюрин Е.Г., Мекалина И.В., Тригуб Т.С., Климова С.Ф. Модифицированные органические стекла для перспективной авиационной техники //Все материалы. Энциклопедический справочник. 2012. №2. С. 2–4.


Собрал информацию и оформил ROSS_BerryMORE
Comments