Fluxius Secundus
Сейчас. Там все перемешается еще и с тактикой.

Разгон снаряда в стволе происходит постепенно. Если посмотреть график изменения давления в стволе по длине его (т.е. с движением снаряда) площадь под кривой будет работой пороховых газов совершенной над снарядом. Вернее, работа этой площади пропорциональна (там еще площадь донца снаряда что определятся калибром нужно домножить чтобы работу получить). чего нам для общего понимания достаточно. К этому еще вернемся. Не раз.

Броня танков изначально поражалась и не самыми быстрыми снарядами, а вот танки поражались в свою очередь 37-45-50 мм противотанковыми пушками которые очень мобильны, легко маскируются и перетаскиваются пехотой почти на руках (речь не о КВ). Немцы даже не торопились с выпуском ПАК-40 (в названии год начала работ - в серию пошла в 1942) предпочитая более маневренные и удобные ПАК-38. Пока жареный петух не клюнул. Они вообще надеялись что война с СССР долго не продлится. (это к вопросам о просчетах и их влиянии на технику через финансирование разработок)

Танки тогда действительно с танками не воевали, основная цель была пехота. Зачастую окопавшаяся (это важно). Вооруженная удобными и маневренными ПТО. Или же ДОТы - но их ломали всяким 152 мм за счет веса снаряда, там тоже баллистика не была выдающейся. (КВ-2, Су-152, ИСУ-152 тоже "короткоствольные", пусть и пушки большие)

Чтобы снаряд пушки как можно лучше убивал пехоту у него должен быть большой коэффициент наполнения ВВ - отношение массы ВВ к массе снаряда. Значит стенки снаряда должны быть не слишком толстыми. Кроме того, с толстыми стенками осколки будут крупные, "саблевидные" а мелких будет совсем мало.

Снаряд в стволе испытывает всякие разные перегрузки и напряжения. Чем выше баллистика пушки тем толще нужно делать стенки осколочно-фугасного снаряда. А это плохо (см. выше).

Теперь ко внешней баллистике - снаряд летит не по прямой а по кривой такой хитрой. Чем быстрее он летит, тем к большему промаху по дальности приводит как ошибка в определении дистанции до цели, так и уже не зависящая от человека кучность оружия.
(Во всяких идиотских с точки зрения науки играх это зовут "разбросом")

В итоге, если посмотреть на поле боя сверху то можно мысленно представить некую область в какую падает 50% снарядов.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Круговое_вероятное_отклонение

У миномета она именно такая как там на картинке. Круглая.

Но чем быстрее летит снаряд и чем по более острым углом он приближается к линии горизонтали, тем все более вытянутым эллипсом становится эта область.

Продолжаю. Снаряд, зараза такая, еще и умудряется зарываться в землю перед взрывом. Слишком чувствительный взрыватель делать нельзя - а то в дождь стрелять не выйдет.

Чем он тяжелее, прочнее, быстрее... мне продолжать? Тем глубже он зароется. Иногда так и нужно - пример бетонобойные снаряды. Но у них своя задача.

Зарывшийся даже чуть-чуть снаряд даст куда меньше осколков. И тут вспоминаем про угол вхождения в землю. От него зависит форма осколочного поля.
https://topwar.ru/uploads/posts/2014-03/1394590889_oskolki-snaryada.png
https://topwar.ru/uploads/posts/2014-03/1394590820_oskolki-miny.png

И чем острее угол тем хреновее оно при зарывании. Неравномернее.

Именно поэтому у минометов (с гладким стволом и огромным люфтом ствола с миной в сравнении с гаубицами) точность высокая. Снаряды падают отвесно. А еще форма мины, коэффициент наполнения и 360 градусов осколочного поля делают эффективность 120мм мины по пехоте равной 152 гаубичному снаряду. (для которых придумали позже радиовзрыватель чтобы он на высоте подрывался)

И из миномета, и из гаубицы (если дальность позволяет, т.е ведут огонь с закрытой позиции) стараются изменяя пороховой заряд стрелять так чтобы и мина и гаубичный снаряд падали отвесно. Думаю, это уже понятно почему.

Поэтому длинноствольная высокой баллистики пушка "пантеры" была в сравнении с "окурком" Пц-4 куда менее эффективна против противотанковых пушек. Пехоты. А в окоп снаряд мог попасть только чудом. Если не в бруствер - то либо огромный недолет либо такой же перелет. Т.е. окурок точнее длинного ствола.

Вывод (известный всем кто в теме): По целям с малой вертикальной проекцией пушки высокой баллистики малоэффективны.

И тут мы вспоминаем, что мы все это понимая уже спроектировали "окурок". В 24 калибра длинной. Уже им воюем. А значит и снаряды сделаны для него. Возвращаемся к тому с чего я начал. К кривой давления и пороху.

Размер пороховых гранул в гильзе рассчитан на определенную скорость горения пороха - а она определяется длиной ствола и скоростью снаряда в движении по стволу (его весом). Так чтобы использовать как можно больше энергии пороха.

Поэтому порох пистолетный меньше чем в винтовочных патронах. А в дробовике хлопья такие. Ибо ствол длинный, а дробь разгоняется долго. Но вернемся к танкам.

Кривая давления у пушек низкой баллистики уже заранее была сделана крутой.
Можно снизить давление, увеличь длину ствола и сделать более плавным горение пороха добившись той же начальной скорости снаряда. Но в итоге для малого калибра (до 100мм) такая пушка будет и дороже и тяжелее. (там все сложно, но это так, технико-экономические расчеты на это есть)

Вывод - на начало войны у нас короткие пушки, и что немаловажно оптимизированные(!) под них снаряды. Т.е. даже сделав ствол в два раза длиннее (а немцы так и сделали доведя длину 75 мм пушки Пц4 до 48 калибров) снаряд сильно быстрее не полетит.

Это как сделать пистолетный ствол длинной как винтовочный. Пуля в нем успеет не только разогнаться, но и застрять.

Кроме того, для надежной работы пушки лучше не пытаться с этой кривой играть новыми снарядами уже после принятия на вооружение пушки+снаряда (или делать это аккуратно). ПОУ (противооткатные устройства) рассчитаны на конкретную силу отдачи и дульную энергию. А ствол - на определенно давление в нём. Как и снаряды, их стенки и средства обтюрации.

(Вспоминаем обрезы охотничьих ружей, отдачу...)

Т.е. нужно разрабатывать новые орудия с новыми снарядами. И только так. А это время. В итоге между появлением толстобронных танков и новых орудий (в том числе и противотанковых - буксируемых ПТО) как раз с год и прошло.

А под новые (кардинально) танковые пушки нужны были новые танки. С тигром торопились - поставили переданную зенитку. Кстати, 85 мм пушки КВ-85, ИС-1 и т-34-85 тоже имели баллистику зенитного орудия. Еще довоенного. Более того, иронично то, что пушки эти выросли из общего изначально проекта. (В период "дружбы" СССР и 3-го рейха)

А вот Пантера получила новую пушку. Как раз в тот период, когда "танки начали воевать с танками". 75мм высокой баллистики. Танки она поражала. А вот с пехотой всё было хреново. почему - выше. Убогие у неё ОФСы были.

Нет, никто не мешал уменьшит навеску пороха, утончить стенки снаряда, но стрельба медленным снарядом из длинного орудия заставляет нас вспомнить про то, с чего я начал. У тут загвоздка с горением пороха. Нам нужно долго разгонять снаряд с малым давлением в стволе (совершая возросшую работу против трения в сравнении с окурком, метающим снаряды с той же начальной скоростью).

Не углубляясь в детали и физику горения - так не выходит. Можно снизить баллистику в сравнении с бронебойной болванкой и полным пороховым зарядом, но получить то же что и с "окурка" - нет.

Новое противотанковое орудие ПАК-40 (75мм) начали производить только в январе 1942-го. и да - снаряды его не были взаимозаменяемы с танковыми - возвращаясь к самому началу.

До 1943 с танками немцев у СССР справлялось 85мм орудие. Когда перестало - среди прочего начали делать 85 мм орудие более высокой баллистики. Почти аналог пантериной

Но "не шмогла" - рвались стволы. Сваяли для Су-100 100мм Д-10С. Именно ради битья танков. 122мм не влезли (а хотели) - весили слишком много, непринятая для ИСа пушка 100мм тоже не подошла.

При этом против пехоты/укреплении еще с начала войны делали Су-122 - но там как раз была пушка низкой баллистики. Лёгкая.

Все танковые пушки высокой баллистики сконструированы или после начала войны (т.е. совсем не сразу) или являются переделками зениток/корабельных орудий или корпусных пушек.


Апогея это достигло в современных гладкоствольных пушках танков. И 25-40 мм скорострельных пушках. Решают эту проблему за счёт дистанционного подрыва снарядов. Это компенсирует огромный промах по дальности.

Та же 100мм пушка т-55 по пехоте не сильно хуже 125мм 2А46М(далее не помню) т-90 без "Айнета" - того самого дист подрыва, правда реализованного убого.
Но то уже прошедшее время. Более того ОФС Т-55 из его нарезной пушки (т.е. орудия 2МВ по сути) на дистанции боле 2 км ТОЧНЕЕ чем у Т-64/72/80/90. Без учета СУО, только по орудию. Правда я уже в область гладкоствольных орудий забрел... но там тоже все ради увеличения бронепробития.

Так что надо понимать - всё новое оно не во всем лучше старого. Не по всем характеристикам. Оно просто лучше отвечает новым, актуальным требованиям.