Изначально из Д-44 стреляли теми же бронебойными и бронебойно-трассирующими снарядами, что и из 85-мм танковых и самоходных орудий. Несмотря на превосходные качества самих орудий, снаряды к ним имели устаревшую конструкцию. В 1956 году появились новые бронебойные выстрелы, а также чугунные осколочные снаряды.
Все 85-мм бронебойные снаряды были каморными, с донным разрывным зарядом разной массы. В снарядах выпуска до 1940 года в качестве разрывного заряда применялся тротил с зажигательным составом, но с появлением состава А-IX-2 он стал новым стандартным снаряжением для каморных и осколочных снарядов. Применительно к Д-44 можно с уверенностью предположить, что все использовавшиеся выстрелы снаряжались по схеме А-IX-2.
Интересная особенность всех 85-мм бронебойных выстрелов — наличие флегматизатора, который вкладывается между пучком метательного заряда и стенкой гильзы. Вкладыш представляет собой вощёную бумагу, пропитанную парафином или церезином, согласно описанию в учебнике 1970 года «Современная артиллерия».
При выстреле пороховые газы испаряют флегматизатор и переносят его частицы в ствол, где он осаждается на поверхности канала. Покрытие образует защитный слой между поверхностью канала ствола и горячими пороховыми газами. Его основная задача — изолировать поверхность канала ствола, снижая скорость теплопередачи от пороховых газов и тем самым уменьшая тепловую эрозию. Восковой налёт, оседающий на поверхности канала, легко стирается ведущим пояском следующего снаряда, поэтому засорения канала даже при длительной стрельбе не происходит. Из-за этого механизма выстрелы с флегматизатором иногда называют охлаждающими — особенно в технической документации арсенала Пикатинни.
Хотя снаряд БР-365К был явным анахронизмом задолго до поступления Д-44 на вооружение, он всё же считался основным бронебойным снарядом для первых орудий, о чём свидетельствует маркировка на прицелах ОП1-7 и ОП2-7, где шкала «БР» предназначалась для остроголовых снарядов («ОСТР»).
При метательном заряде 2,48–2,6 кг (в зависимости от марки пороха) снаряд массой 9,2 кг разгонялся до начальной скорости 800 м/с. Отсутствие баллистического наконечника заметно снижало эффективность стрельбы на большие дальности, поскольку снаряд замедлялся значительно быстрее, чем снаряд БР-365 с наконечником. Тем не менее траектория оставалась достаточно пологой, и дальность прямого выстрела была фактически такой же, как у БР-365: по цели высотой 2, 2,7 и 3 м — 900, 1050 и 1100 м соответственно. В первые послевоенные годы, когда наиболее распространёнными танками противника были «Шерманы», «Центурионы» и «Паттоны» разных модификаций, дальность прямого выстрела по 3-метровой цели была вполне рабочей.
Корпус бронебойного снаряда изготавливался из кованой низколегированной конструкционной стали марок 50Х, ХЗНМ, 35ХГС, 35ХГСА с последующей закалкой. Для остроголовых снарядов наиболее распространённой была марка 35ХГС; марка 35ХГСА — её вариант с меньшим содержанием серы и фосфора.
В отчёте лаборатории Уотертаунского арсенала головная часть описана как тангенциальная оживальная с радиусом 1,45 калибра, но в отечественном учебнике «Устройство и действие артиллерийских боеприпасов» указан радиус 1,53. Возможно, серийно выпускалось более одного варианта БР-365К.
Донный разрывной заряд невелик и содержит 48 г взрывчатого вещества А-IX-2. Бризантность А-IX-2 в 1,86 раза выше, чем у тротила, поэтому заряд эквивалентен 89 г тротила и вдобавок даёт зажигательный эффект.
По окружности корпуса снаряда сразу за головной частью выточены две кольцевые канавки-локализатора. При ударе о наклонную плиту волны сжатия, распространяющиеся под углом вниз и поперёк головной части снаряда к его основанию, создают напряжения во всём корпусе. Канавки концентрируют эти напряжения, поэтому при ударе неизбежный сдвиг корпуса происходит именно в головной части, где расположены канавки, и снаряд сдвигается вдоль них. Срезанный металл сжимает головную часть и преобразует напряжение сдвига в объёмное, благодаря чему трещины не распространяются на остальную часть корпуса — вероятность разрушения снаряда снижается. Донный разрывной заряд, являющийся конструктивным ослаблением корпуса, остаётся целым благодаря канавкам и срабатывает уже за броневым листом.
Благодаря острой головной части БР-365К лучше всего подходил для поражения плоских броневых листов низкой и средней твёрдости. Он был малоэффективен против плоских или наклонных поверхностно-закалённых листов из-за разрушения при ударе; каплевидные выточки помочь в этом не могли.
Их функция, как верно определено в отчётах Уотертаунского арсенала по результатам анализа трофейных 76-мм и 85-мм снарядов и как описано в советской технической литературе — например, в учебнике 1970 года «Современная артиллерия», — сводится к следующему.
Кроме того, канавки-локализаторы обеспечивают срез головной части при ударе о наклонную плиту вместо простой вмятины и рикошета. Для БР-365К и других советских остроголовых снарядов это более вероятно, чем для зарубежных аналогов, поскольку металл снаряда отличается скорее высокой прочностью, чем высокой твёрдостью.
Согласно спецификациям, подробно изложенным в учебнике «Устройство и действие боеприпасов артиллерии», головная часть закаливалась до диаметра отпечатка по Бринеллю менее 2,9 мм (не менее 444 HB), а основание и средняя часть корпуса — до 3,2–3,7 мм (269–363 HB), причём основание было самым мягким. Не столько твёрдость, сколько марка стали и режимы термообработки способствуют ударной вязкости, снижая вероятность хрупкого разрушения. Согласно техническим условиям, головная часть должна была соответствовать этому минимальному требованию по твёрдости, а корпус сразу за ней — критическая зона, которая должна была оставаться неповреждённой, — иметь твёрдость 50 HRC.
В отчёте лаборатории Уотертаунского арсенала «Металлургическая экспертиза советских бронебойных снарядов FMAM 1121, 1935 и 2175 калибров 45, 57 и 85 мм» по результатам анализа трофейного образца БР-365К установлено, что средняя твёрдость составляет 47 HRC от кончика головной части до ведущего пояска, а далее быстро падает примерно до 26 HRC у основания. Твёрдость снижается от поверхности к центру: от 50 HRC вдоль цилиндрической поверхности до примерно 44 HRC в центре образца. Таким образом, этот образец полностью соответствует техническим условиям.
В отчёте сталь описана как Mn-Si-Cr (хромокремнемарганцовая) со средним содержанием углерода, что соответствует составу 35ХГС: 0,35% углерода, а основные легирующие элементы — марганец, кремний и хром.
Имеется множество свидетельств того, что металлургическая конструкция корпуса, а именно выбор конструкционной стали, была ориентирована на ударную вязкость. Сама марка стали создавалась для применения там, где требуются вязкость при высокой прочности. Присутствие и доля каждого основного легирующего элемента преследовали следующие цели:
- хром — обеспечивает высокую прочность и стойкость к коррозии;
- кремний — повышает ударную вязкость;
- марганец — повышает стойкость к механическим воздействиям.
В отчёте лаборатории Уотертаунского арсенала отмечалось, что корпус был закалён лишь до умеренной твёрдости, поэтому следует ожидать снижения бронепробиваемости. В то же время более глубокая закалка может быть нежелательной: как указано в отчёте, стали с содержанием углерода 0,32–0,38% после полной закалки на мартенсит достигают твёрдости 52–55 HRC. Однако, несмотря на высокую твёрдость, мартенситная сталь очень хрупкая — важная деталь, не упомянутая в отчёте.
Кроме того, отмечалось, что основание корпуса БР-365К подвергалось термообработке до низкой твёрдости, но вместо того, чтобы стать более вязким, оно оставалось хрупким. В отчёте описан «идеальный» подход: полностью закалить корпус на мартенсит, а затем применить дифференцированный отпуск, добиваясь постепенного снижения твёрдости к основанию. Это позволило бы основанию снаряда уцелеть при пробитии и пройти за броню. Однако в отчёте не увязана связь между потенциальной проблемой разрушения основания и наличием канавок-локализаторов, назначение которых — локализовать разрушение именно в головной части, — что может делать дифференцированную закалку с сохранением основания излишней. При этом следует учитывать, что поведение снаряда сильно зависит от свойств брони, скорости и угла удара, поэтому обобщать его сложно.
Вопреки негативной оценке в отчёте и замечаниям о наименее удачном методе термообработки основания, можно предположить, что хрупкость основания была вполне намеренной. Хрупкий корпус вокруг донного заряда способствует фрагментации — образованию большего числа мелких осколков, что повышает вероятность поражения сразу нескольких внутренних узлов танка. Упрочнение стенок корпуса вокруг заряда оказало бы такое же отрицательное влияние на фрагментацию, как и в случае с осколочными снарядами.
По данным лаборатории Уотертаунского арсенала, снаряд БР-365К эффективен против брони, несколько уступающей его калибру по толщине, при угле до 60°, и против брони, несколько превосходящей калибр, при угле 0–30°. В частности, подсчитано, что по эффективности пробития 2-дюймовой брони под углами 45–60° и 3–4-дюймовой брони под углами 0–30° он, вероятно, близок к американскому остроголовому снаряду 90-мм пушки T33, но, вероятно, менее эффективен против «более прочных» целей — под этим, по-видимому, подразумеваются более толстые листы под большими углами.
Начальная скорость: 800 м/с
Масса выстрела: 16 кг
Масса снаряда: 9,2 кг
Масса разрывного заряда: 0,048 кг
Длина головной части: 3,1 калибра
Можно предположить, что по наклонной броне эффективность БР-365К будет ниже, чем у БР-365, поскольку его острая головная часть не оптимальна для этого. Срез оживальной части при ударе о наклонную плиту обеспечивается наличием канавок-локализаторов: при ударе о наклонную плиту острая головная часть неизменно срезается, и у оставшейся части корпуса нос становится тупым. Такая форма гораздо лучше подходит для пробития наклонной брони, но даже в этом случае потеря массы снаряда при срезе головной части означает, что бронепробиваемость будет ниже, чем у изначально тупоголового снаряда.
Хотя БР-365К в целом плохо справлялся с поверхностно-закалённой бронёй, следует учитывать, что к моменту принятия Д-44 на вооружение от цементированной брони уже давно отказались — даже в Германии во время Второй мировой войны, единственной стране, активно применявшей цементированную броню на танках. Во время испытаний на лобовой броне средней твёрдости тяжёлого танка «Тигр» в 1945 году серийные остроголовые снаряды из стали 35ХГС дважды пробили 82-мм бортовую броню на дальности 2000 м и дважды не пробили её на 2500 м. Расчётное бронепробитие БР-365К по катаной гомогенной броне на дальности 2000 м составляет всего 66 мм. Отсюда вывод: при поражении однородной брони средней твёрдости бронепробиваемость БР-365К может быть заметно выше, чем указано в официальных таблицах стрельбы. Согласно британским исследованиям трофейного «Тигра», твёрдость его брони составляла 257–310 HB.
Низкая твёрдость и прочность литых сталей также не были проблемой для БР-365К. Согласно советскому металлургическому анализу танков M26, предоставленных США для оценки, и M46, захваченного во время Корейской войны, твёрдость лобовой брони составляла всего 223–229 HB. Начиная с M47 Patton, твёрдость снизилась до 210 HB.
M26 создавался как аналог «Тигра I», и его броня теоретически могла выдерживать попадания снарядов KwK 36 — по крайней мере в наиболее защищённые зоны. Следовательно, можно было ожидать, что он, как и M46, будет хорошо защищён от Д-44, стреляющей выстрелом УБР-365К. Однако реальный опыт боёв в Корее показал, что лобовая броня уязвима. В ряде случаев северокорейские Т-34-85, вооружённые либо бронебойным снарядом УБР-365 (тупоголовый с баллистическим наконечником), либо бронебойным снарядом УБР-365К с острой головной частью (из которых 5 выстрелов входили в стандартный боекомплект), успешно поражали танки M26 и M46 в лоб. Это были наиболее эффективные из всех орудий, применявшихся против этих танков, включая 45-мм М-42, 57-мм ЗиС-2 и 76,2-мм ЗиС-3. Из всех попаданий, полученных танками от огня противника, 50% (7 из 14) попаданий в M26 и 43% (3 из 7) — в M46 привели к пробитию, причём все три случая пробития M46 пришлись на 57-мм и 85-мм орудия. Все попадания были в лобовую броню.
Фотографии всех трёх пробоин на M46 опубликованы в книге Р. П. Ханникатта «Pershing: A History of the Medium Tank T20 Series». Одна пробоина — от попадания 57-мм бронебойного снаряда, выпущенного из ЗиС-2, в лобовую часть башни рядом с маской орудия. Две другие, показанные ниже, — от попаданий 85-мм бронебойных снарядов неустановленного типа.
На фотографии справа видна пробоина в основании башни под маской орудия, где броня имеет толщину 4 дюйма и практически плоскую поверхность с номинальным углом наклона 6,5°. На фотографии слева — пробоина в верхней лобовой детали. Вопреки утверждению Ханникатта, буксирное ушко не послужило «ловушкой» для снаряда: отсутствие повреждений ушка и форма пробоины в виде замочной скважины явно указывают на то, что удар пришёлся точно в стык между верхней и нижней лобовыми деталями. Что касается пробоины в лобовом листе, то, судя по всему, нос цельнолитого корпуса является ослабленной зоной — возможно, из-за особенностей его геометрии. Пробоина в башне вполне ожидаема, учитывая толщину 4 дюйма и почти плоскую поверхность. Чистая кромка входного отверстия с минимальными повреждениями по краям характерна для остроголовых снарядов — в отличие от снарядов с закруглённой или тупой головной частью, которые при ударе деформируются о броню.
Крайне маловероятно, что обе пробоины оставлены бронебойными подкалиберными снарядами с отделяемым поддоном: этому противоречат большой размер входного отверстия и отсутствие характерного кольцевого вала вокруг него, который был бы особенно заметен на броне такой низкой твёрдости. На фотографии ниже, опубликованной Ли Энн Куинн, видно характерное воронкообразное углубление от подкалиберного снаряда на башне Т-54Б, броня которой отлита из более твёрдой и прочной стали.