Стальные бронебойные снаряды предназначались для пробивания брони, имели толстые стенки и небольшое количество разрывного заряда. Бронебойное действие снаряда зависело от его размеров, устройства, живой силы, угла встречи с броней и качества самой брони. На бронебойное действие также оказывал влияние тип взрывчатого вещества.
Стальные фугасные снаряды предназначались для поражения горизонтальной брони и слабозащищенных частей корабля, имели стенки гораздо тоньше и содержали большее (в сравнении с бронебойными) количество взрывчатого вещества.
К 1886 г. русские заводы (Обуховский, Путиловские, Нобеля, Брянский, Пермский) освоили производство стальных литых термически обработанных бронебойных снарядов всех калибров. При этом толщина стенок литого снаряда была не тоньше калибра, в то время как более дорогие по выделке вальцованные или штампованные снаряды допускали толщину стенок в 0,08 калибра (то есть вальцованный или штампованный снаряд можно было снарядить большим количество взрывчатого вещества, чем литой снаряд).
В начале 90-х гг. XIX века для разрывных зарядов морских снарядов наравне с дымным порохом стали применять бездымный порох и влажный пироксилин (влажность около 18%). Пироксилин, используемый в качестве начинки снаряда, формовался в виде лекальных шашек. При снаряжении снаряда пироксилиновые шашки укладывались в никелированные футляры, вставлявшиеся в снаряд.
По доступным японским источникам во флоте использовали три типа снарядов - бронебойный (длиной 2,7 калибра), полубронебойный (длиной 3 калибра) и бризантный (длиной 3,3 калибра). Все типы снарядов снаряжались пикриновой кислотой - «shimose» (в честь инженера японского флота Shimose Masachika (1860-1911 гг.) или того, кто изобрёл порох в Японии Shimose Kayaku (в 1888 г.). Это взрывчатое вещество было принято на вооружение японского флота в 1893 г.
В русском флоте решающее значение придавалось бронепробивающим качествам (при тактических воззрениях на ведение боя на дистанциях до
20 кб), что было реализовано в концепции «легкий снаряд - высокая начальная скорость». В соответствии с этой концепцией для орудий были изготовлены снаряды, которые подчинялись в первую очередь требованиям бронепробивания. В соответствии с концепцией «легкий снаряд - высокая начальная скорость производились ударные трубки и выбирался тип взрывчатого вещества. Так, основной ударной трубкой для русского бронебойного и фугасного снарядов была трубка детонатором из сухого пироксилина, а бездымный порох и влажный пироксилин в большей степени, чем мелинит, отвечали требованиям к устойчивости при ударе снаряда о броню...
...вес взрывчатого вещества в японских бронебойных снарядах превосходит вес взрывчатого вещества в русских бронебойных снарядах в 4-5 раз, что связано с большим внутренним объемом японского снаряда (больше вес, больше длина, возможно, тоньше боковые стенки) и более высокой плотностью заполнения внутренней полости снаряда мелинитом по сравнению с пироксилином. Для фугасных снарядов разница
в весах зарядов еще больше - в 4-6 раз.
Это означает, что при равном количестве попаданий японский флот донесет до русского флота большее количество взрывчатого вещества (в среднем в 4-5 раз).
В поражении корабля при попадании снаряда участвуют два вида энергии:
1)химическая энергия взрывчатого вещества, высвобождаемая при реакции горения (взрыв);
2) кинетическая энергия снаряда, выделяющаяся при ударе (кинетическая энергия определяется массой снаряда и его скоростью (в квадрате). Наибольшее ее значение будет при начальной скорости, когда снаряд выходит из дула орудия (дульная энергия).
Для оценки действия взрывчатого вещества используется несколько показателей, из которых можно выделить наиболее значимые - работоспособность (фугасность) и бризантность.
1. Работоспособность (фугасность) зависит главным образом от химической энергии взрывчатого вещества. Например, величина воронки при взрыве заряда в земле, количество выбрасываемого грунта зависит от фугасности, которая определяется теплотой, а также объемом газообразования продуктов горения (взрыва).
2. Бризантность (от французского briser - дробить) - это способность взрывчатого вещества дробить прилегающую среду (в снаряде, в частности, эта способность определяет количество и размер осколков). Бризантность в значительной мере зависит от скорости (резкости)
взрыва, чем выше скорость детонации, тем сильнее дробящее действие взрывчатого вещества...
...Пироксилин превосходит мелинит (пикриновая кислота, плавленная с динитронафталином по «методу Бертло») по работоспособности (фугасности) на 34-40% и на 7% (по верхней планке) по теплоте, выделяемой при взрыве. В свою очередь, мелинит превосходит пироксилин по бризантности на 20%.
Таким образом, можно заключить, что 1 кг пироксилина произведет больше разрушений (работы), чем 1 кг мелинита (приближенно и грубо в 1,3 раза), но нужно учитывать, что в японском 12" бризантном снаряде содержится 36,6 кг мелинита, а в русском 12" фугасном (палубобойном) снаряде всего 6 кг пироксилина. Если считать, что кинетическая энергия русского и японского 12" фугасных снарядов в момент попадания
(например, в небронированную часть корабля) примерно равна, при этом оба снаряда имеют трубки мгновенного действия, то фугасность 36,6 кг мелинита превысит фугасность 6 кг пироксилина и даст больший эффект от попадания (приближенно и грубо - примерно в 4 раза). При этом необходимо учитывать, что мелинитовый снаряд даст и большее количество осколков, а значит, способен нанести ранения большему количеству людей.
Важное значение для взрывчатого вещества имеет возможность производить пожары. Если в месте падения снаряда есть чему гореть, то пороховые и пироксилиновые снаряды достаточно легко производят пожар, тогда как мелинитовый снаряд если и может произвести
пожар, то только в исключительных случаях.
Перед русско-японской войной специалисты по артиллерии в разных странах прекрасно знали о качествах используемых взрывчатых веществ, и каждый военно-морской флот выбирал себе то взрывчатое вещество, которое более отвечало тактическим представлениям моряков. Пироксилин и бездымный порох - выбор русского военно-морского командования.
"До 1880 г. артиллерийские системы были представлены нарезными орудиями, стрелявшие дымным порохом. Броня кораблей делалась из кованого железа, и для ее пробития появились снаряды из закаленного чугуна; кроме того, в связи с ростом толщины броневых плит (до
406-457 мм) началось производство снарядов длиной 3,5-4,1 калибра взамен прежних длиной 2,1-2,5 калибра. Так в русском флоте появился удлиненный 455-кг снаряд (в сравнении с обычным весом до 331,7 кг). В ответ на появление «длинных» и «тяжелых» снарядов броневую защиту стали увеличивать не столько за счет наращивания толщин, сколько за счет увеличения стойкости брони, так плиты стали делать из стали или из двух слоев стали и железа (броня компаунд).
Новые удлиненные 455-кг снаряды были значительно тяжелее прежних «коротких» и в связи с этим появилась проблема живучести стволов орудий. Русское 12" 35-калиберное орудие выдерживало до 60 выстрелов 455-кг снарядами, после чего теряло меткость.
Отсутствие приборов для измерения дистанций до цели и обычные механические прицелы (прорезь-мушка) делали реальными дистанции боя в пределах 10-15 кб. Эта дистанция считалась предельной для эффективного огня к началу 1890-х годов, так как на больших дистанциях пристрелка занимала слишком много времени и требовала большого расхода боезапаса. Желание увеличить начальную скорость снаряда, сохранить удельную ударную нагрузку снаряда на броню в момент пробивания и добиться повышения меткости (за счет настильности траектории снаряда) повлекло к отказу от удлиненных 455-кг снарядов. Кроме того, в 1886 г. появились снаряды из хромовой стали, уверенно пробивающие стальную и смешанную броню (компаунд), которая в ответ была усилена добавками никеля (сталеникелевая броня).
Вице-адмирал С. О. Макаров, будучи главным инспектором корабельной артиллерии, произвел сравнительные расчеты баллистики, начальной скорости и бронепробиваемости «легких» и «тяжелых» снарядов. Придавая большое значение меткости ведения огня и стремясь к большему числу попаданий, С. О. Макаров пришел к выводу о рациональности применения «легких» снарядов. Одновременно с этим предполагалось создать тип быстроходного небронированного корабля уменьшенного водоизмещения. Такой тип корабля в русском флоте не был построен, но были приняты связанные с ним основные положения, которые были руководящим началом для развития русской морской артиллерии. Аргументы для использования «легкого» снаряда:
1) использование «легких» снарядов дает увеличение начальной скорости на 14-21%;
2) в зависимости от увеличения начальных скоростей произойдет соответствующее увеличение настильности траектории, а следовательно и меткости стрельбы;
3) нет способа точно определять расстояния, которые быстро меняются вследствие большого хода кораблей;
4) орудие с комплектом «легких» снарядов весит меньше, чем орудие с таким же комплектом «тяжелых» снарядов (152-мм - на 2,2 т, 8" - на 3,9 т, 12" - на 7,5 т).
5) стоимость орудий с «легкими» боеприпасами дешевле (152-мм снаряд дешевле на 1,7%, 8" дешевле на 12,8%, 12" дешевле на 5,2%);
6) на дистанции в 10 кб пробивающая способность «легких» снарядов при принятых весах и комплекте запасов превосходит пробивающую способность «тяжелых» в пересчете на единицу водоизмещения;
7) процент попаданий в морском бою небольшой, поэтому оправдываются меры, ведущие к увеличению числа попаданий. Выгода, представляемая большой настильностью траекторий, уравновесит выгоду, которую дает большой вес выбрасываемого металла;
8) одним из мотивов перехода к «легким» снарядам стало желание иметь однообразие, так чтобы вновь изготовляемые снаряды могли употребляться для всех орудий того же калибра (стандартизации и унификации С. О. Макаров справедливо предавал большое
значение).
Английская и американская артиллерия вооружается тяжелыми стальными снарядами. Таким образом, после внедрения бездымного пороха русская морская артиллерия в первой стадии своего развития отличалась наиболее легкими снарядами и наибольшими начальными
скоростями. Эти особенности могут быть объяснены стремлением к возможному увеличению живой силы снарядов с целью усовершенствования их пробивной способности в ущерб дальнобойности и фугасному действию. При этом были введены бронебойные снаряды для всех
калибров включительно до 47 мм.
К концу 90-х гг. XIX века усовершенствования в обработке прессованного, желатинированного пироксилина и различных видов плавленой пикриновой кислоты позволили употреблять эти взрывчатые вещества в морской артиллерии. Фугасное действие снаряда приобретает с этого времени важное значение, так как снаряды получают способность сильного разрушительного действия независимо от скорости снаряда при ударе.
К началу русско-японской войны 1904-05 гг. бронепробивающие качества снарядов из хромовой стали остались примерно на уровне 1890 г. В России попытки улучшить бронепробиваемость за счет особых колпачков, надевающихся на головную часть снаряда, успехов не принесли (с колпачками бронепробиваемость повышалась на 15-20%). Вице-адмирал С. О. Макаров разрабатывал несколько типов бронебойных колпачков из мягкой стали с 1893 г., но надежного способа крепления колпачка к снаряду найдено не было (на 1-й эскадре флота Тихого океана снаряды были без колпачков). При этом было известно, что бронепробиваемость улучшается при употреблении снарядов с притуплённой головной
частью, но внедрение такого типа снаряда потребовало бы переделки как минимум 1/3 русского боекомплекта, а колпачками можно было оснастить весь готовый боекомплект без большой переделки.
Русский снаряд оказался самый «легкий» по весу. Это первоначально оправдывалось большой энергией, которую развивали эти снаряды на малых дистанциях, но ко времени появления тонкостенных снарядов и более тяжелых орудий это преимущество значительно уменьшилось, при этом на возросших дистанциях (до 40 кб) преимуществ практически не осталось. То есть при прочих равных погодных, морских условиях, приборах управления и равенстве уровня подготовки артиллеристов из русской 12" пушки на дистанции до 40 кб точно попасть сложнее, чем из английской 12" пушки, а фугасное и бронебойное действия снарядов будет меньше.
Русское морское командование в начале XX века сохранило тактические представления о бое на дистанциях до 20 кб.
С другой стороны, неверно говорить о технической устарелости русской морской артиллерии. Можно с позиции времени говорить о том, что концепция «легкий снаряд - высокая начальная скорость» перестала соответствовать требованиям времени, и из-за этого русская морская артиллерия превратилась из универсальной (действенной на реальных дистанциях боя в 1890-95 гг.) в более. специализированную для дистанций, которые в изменившихся условиях стали относится к коротким (раньше дальней была дистанция до 15 кб, теперь до 40 кб). При этом надо учитывать, что к началу русско-японской войны 1904- 1905 гг. опыта ведения действительного огня (попадания! А не возможности ведения!) на дальние дистанции не было практически ни у одной страны, имевшей флот. Создание условий для результативной стрельбы на дальние дистанции еще только созревало в умах офицеров и адмиралов разных флотов, при этом английские и американские моряки
относительно своей материальной части артиллерии оказались более подготовлены к стрельбе на дальние дистанции, и дело, видимо, не в особой прозорливости англичан и американцев, а скорее в интуитивном решении, предопределенном желанием иметь образцы вооружения максимальные (предельные) по своим возможностям. Поэтому факт того, что японский флот в бою у Порт-Артура 27.01.1904 г. начал вести результативный огонь с дистанции 46,5 кб и оказался неожиданностью для русских морских артиллеристов (надо думать, и не для них одних), при этом русская артиллерия вполне могла вести огонь на такую дистанцию, но по сравнению с японской (английской) артиллерией стрелять с равной меткостью из русских 12" пушек технически было сложнее, а из-за малого веса взрывчатого вещества в снаряде эффект от попаданий был меньше."
В принципе можно сделать вывод, что наше верховное командование готовилось воевать прошедшими войнами (что не изменилось и в наше время), не пыталось а возможно не хотело думать о перспективных войнах. Еще немаловажный экономический фактор сыграл в пользу облегченных снарядов и орудий, как говориться скупой платит дважды.

"Правдивость, бескорыстие и сила могут говорить громко и без изворотов"
Император Павел Первый.    По видимому тут дело все в ударных трубках с замедленным действием: "(трубка с детонатором из сухого пироксилина, называемая в литературе донной двухкапсюльной трубкой Бринка). Взрыватель ввинчивался в дно или в донный винт снаряда с внутренней стороны.
При косвенной встрече снаряда с небронированными частями, водой сила набегания ударника, вызывающая накол капсюля-воспламенителя, невелика. Трубочные капсюли начал XX века давали 100% воспламенение при затрате энергии около 1600 г*см (при заостренных бойках). Винтовочный капсюль, примененный в донной двухкапсюльной трубке Бринка, воспламенялся от удара тупым бойком при затрате энергии не менее 13О00 г*см. То есть для того, чтобы воспламенить винтовочный капсюль, необходимо были большие затраты энергии для удара тупого бойка, что достигалось при резком торможении снаряда при ударе и пробивании броневой плиты. После пробития брони наличие второго
капсюля позволяло обеспечить подрыв снаряда после углубления внутрь корабля или же сразу после преодоления броневой преграды.
При ударе в небронированные части и при падении в воду, когда винтовочный капсюль мог быть не воспламенен из-за малой энергии тупого бойка, трубка могла не срабатывать, и снаряд не разрывался. С другой стороны отмечалось, что вообще донные ударные трубки с замедлителями, хорошо срабатывали при нормальном ударе, но оказались менее надежны при косвенных ударах, при которых снаряды часто не разрывались.