На броневую защиту этих кораблей приходилось от 2800 до 2900 т (указываются разные цифры, что, по-видимому, связано с различной толщиной брони главного пояса на головном и последующих кораблях), или около 26% нормального водоизмещения.
Это был средний показатель. Например, у английских броненосцев (и японских, строившихся в Англии) на броню приходилось от 30 до 33,5%.
Главный броневой пояс по ватерлинии имел длину 73,15 м и высоту 2,29 м, из которых при нормальной осадке под водой находилось 1,39 м. Средняя часть длиной 46,2 м (от шп.32 до 70) имела толщину 406 мм (на «Полтаве» и «Севастополе» 368 мм), на 1,23 м от верхней кромки. В районе барбетов башен ГК (шп.20 - 32 и 70 - 80) толщина пояса на такой же высоте была 305 мм (на «Полтаве» и «Севастополе» 254 мм). К нижней кромке толщина пояса везде уменьшалась вдвое. С концов главный пояс закрывался траверзными переборками толщиной 229 (носовая) и 203 мм (кормовая).
Выше главного проходил 127-мм пояс длиной около 50 м и высотой тоже 2,29 м, который закрывался с концов наклонными к ДП переборками той же толщины, доходящими до барбетов ГК. Эти переборки уже не были сплошными, имея с каждого борта по двери. Толщина броневой палубы, проходящей по верхней кромке главного пояса, составляла 51 мм, а в оконечностях, где не было бортовой брони, палуба была сводчатой (карапасной) с толщиной 63 мм в средней части и 76 мм на скосах и проходила ниже ВЛ.
Вертикальные стенки башен и барбетов ГК имели толщину 254 мм, бортовых башен и барбетов—127 мм; крыши башен — 51 и 25 мм соответственно. Боевая рубка была защищена 229-мм плитами.
Четыре 152-мм орудия, появившиеся на главной палубе после изменения состава вооружения, оказались без брони. Но с началом войны 1904 г. на всех трех кораблях борта между 152-мм башнями от главной до верхней палубы защитили полудюймовыми листами железа общей толщиной 75 мм. Насколько эта мера была достаточной, выяснить не удалось из-за отсутствия за всю войну в эти места попаданий. На «Петропавловске» дополнительно устроили заполненные углем железные ящики, проходившие от кромки борта до нижнего края портов этих орудий. Такая защита оказалась вполне эффективной, хотя и слишком тяжелой [8].
Броня на этих кораблях отличалась не только по толщине, но и по качеству. По первоначальному проекту предполагалось вертикальное бронирование производить сталежелезными плитами (так называемая броня «компаунд»), а бронепалубу изготовить из никелевой стали. Но вскоре появилась цельностальная броня с добавками хрома или никеля, броня, закаленная по способу Гарвея, и наконец в 1894 — 1895 гг.— броня, закаленная по способу Круппа, превосходившая по прочности все остальные. Естественно, это не осталось вне поля зрения русских кораблестроителей, и от применения сталежелезных плит отказались. Согласно «Отчету по Морскому ведомству за 1897 — 1900 гг.» на Вифлеемском заводе («Бетлехем айрон компани», США) было закуплено 550 т брони для «Севастополя» и 605 т для «Петропавловска» по цене 485,55 руб. за тонну. Для «Полтавы» приобрели 764 т брони на заводе Круппа (1018,6 руб. за т) и 610 т у фирмы «Деллинген» (1055,64 руб. за т). Выполненные автором расчеты весовых составляющих бронирования этих броненосцев (см. табл.2) показали, что купленной брони хватало только на полный главный пояс, стены башен и барбетов ГК для «Полтавы» и на центральные участки пояса для «Петропавловска» (406 — 203 мм) и «Севастополя» (368 - 184 мм). Остальная броня, очевидно, была изготовлена на Ижорском заводе, который с 1895 г. перешел на выпуск сталеникелевых броневых плит. Практически все справочные издания того времени указывают, что эти броненосцы имели гарвеевскую броню (иногда следует уточнение — «в основном»), хотя на самом деле первыми русскими кораблями с отечественной гарвеевской броней стали броненосцы типа «Пересвет» постройки 1895-1902 гг. Правильнее считать, что «Петропавловск» и «Севастополь» имели сталеникелевую броню, за исключением средней части главного пояса на последнем, которая состояла из гарвеевских плит. 406-мм сталеникелевую плиту для «Петропавловска» (размер 3,66x2,29 м, вес 22,88 т) 1.07.1895 г. подвергли обстрелу на Охтинском полигоне из 229-мм 30-калиберного орудия бронебойными снарядами Путиловского завода, которые выпускались с различной скоростью. Мера сопротивляемости брони тогда определялась по выстрелу, при котором снаряд только-только пробивал плиту и застревал в деревянном срубе. Именно таким оказался третий из пяти выстрелов (вес снаряда 446,25 рус. фунтов = 179 кг, скорость при ударе 531 м/с). Расчеты показали, что данная плита эквивалентна 546 мм железа (показатель сопротивляемости k = 546/406 = 1,345).
23.11.1895 г. там же испытывалась 368-мм гарвеированная сталеникелевая плита из партии, предназначенной для «Севастополя» (размер 3,66x2,29 м, вес 21,4 т). Поскольку уже стояли морозы, для достоверности испытаний плиту пришлось более суток подогревать. Для этого построили подобие сарая, одну из стен которого образовал сруб с закрепленной плитой. Внутри сарая три чугунные печки, установленные на расстоянии 0,75 м от поверхности плиты и отапливаемые коксом, поддерживали температуру +45 градусов Цельсия. Перед стрельбой температура у поверхности плиты была плюс 20 - 25 градусов при температуре воздуха минус 4. Снаряды перед выстрелом подогревали в воде до температуры около +15 градусов. Всего было произведено по три выстрела 229- и 152-мм стальными бронебойными снарядами Путиловского завода, причем первые ударяли по нормали, а вторые, выпускаемые из нового орудия системы Канэ с большой начальной скоростью, под углом 5 градусов к нормали. Результаты для снарядов одного калибра были сходными: все снаряды разбились, а их головные части вварились в плиту, образовав всего одну трещину. Определить сопротивляемость плиты по правилам не удалось, и за основу был взят пятый выстрел (229-мм снаряд весом 178 кг, скорость при ударе 588 м/с), когда снаряд прошел в плиту наиболее глубоко. Расчеты показали сопротивляемость, эквивалентную 635 мм железа (к=1,72). Таким образом, 368-мм гарвеированная плита оказалась в 1,16 раза прочнее 406-мм негарвеированной. При равной же толщине это преимущество возрастало до 1,3 раза.
Что касается крупповской брони «Полтавы», из которой был набран главный пояс, то ее сопротивляемость была еще выше. Первые же образцы брони, закаленной по способу Круппа, оказались в 2,3 — 2,9 раза прочнее железной.
28.10.96 г. на Охтинском полигоне произвели обстрел контрольной броневой плиты главного пояса «Полтавы» толщиной 254 мм и размером 2,44x4,27 м. Снаряд Пермского завода весом 48,12 кг, выпущенный из 203-мм пушки при уменьшенном заряде (скорость при ударе 758 м/с), пробил плиту и, разбившись, засел в деревянном срубе. К сожалению, сомнительность этих данных, взятых из уже упомянутого «Отчета...» (203-мм снаряд весил 88, но никак не 48 кг), не позволяет оценить истинную сопротивляемость этой брони стандартным снарядам того времени на принятых дистанциях боя. Если же предположить ошибку и принять вес снаряда 88 кг, то при подсчете по формуле Жакоб-де Мара получаем сопротивляемость, эквивалентную 618 мм железа (k=2,43, то есть близко к результатам аналогичных обстрелов крупповских плит). Зато качество брони барбетов ГК на «Полтаве», которая, судя по цене, должна была быть наилучшей на корабле, довелось проверить самым неожиданным образом. После испытаний артиллерии ГК в июне 1900 г. выяснилась необходимость срезать верхние 76 мм каждого барбета. Учитывая твердость цементированной брони, решили применить кислородную резку силами Обуховского сталелитейного завода. Но в связи с отправкой броненосца на Дальний Восток был дорог каждый час, и рабочие Металлического завода, находившиеся на «Полтаве», решили ночью, до прихода мастеровых-обуховцев, попробовать, в чем проявляется пресловутая «цементация». Каково же было их удивление, когда плита барбета поддалась сверлу! В одну ночь вручную «трещотками» вся необходимая броня толщиной 254 мм была отсверлена. Комментарии здесь излишни.
Распределение брони броненосца «Полтава»
Главный броневой пояс по ВЛ (с двух бортов) - 763 т
(в том числе средняя часть максимальной толщины - 552 т)
Носовая и кормовая траверзные переборки - 50+56 = 106 т
Верхний пояс с переборками - 303 т
Плоская часть бронепалубы - 599 т
Сводчатая бронепалуба в оконечностях - 156 т
Башни и барбеты 305-мм орудий - 2 х 150 + 2 х 159 = 618 т
Башни и барбеты 152-мм орудий - 4 х 41 + 4 х 29 = 280 т
Боевая рубка - 27 т
ИТОГО: 2852 т
(в английских тоннах - 2807 т)
Конечно, толщина бортового пояса на «Полтаве» была взята с большим запасом. 368-мм крупповскую броню не имел ни один дредноут времен первой мировой войны, а во второй мировой войне лишь считанные линкоры несли по ВЛ более толстые, чем на «Полтаве», плиты. До первой мировой войны толщина крупповской брони на больших кораблях не превышала 250 мм, а современный «Полтаве» английский «Маджестик» имел 229-мм пояс из гарвеевских плит, считаясь отлично защищенным. Правда, последний имел за поясом еще и 102-мм скос броневой палубы.
Но хотя на «Полтаве» был пояс из крупповской брони, не пробиваемой уже с 15 кабельтовых никаким снарядом того времени, этот корабль не мог считаться хорошо защищенным.
Оставались небронированные оконечности, очень слабые траверзные переборки главного пояса и верхний пояс из брони не самого лучшего качества. Впрочем, в войну 1904-1905 гг. эта защита оказалась достаточной: сказывалось резкое возрастание дистанции боя и тяготение японцев не к бронебойным, а к фугасным снарядам. Однако в бронировании русских кораблей выявились и серьезные конструктивные недостатки. Как показал опыт войны, грибовидная крыша боевой рубки, свес которой выходил за стены, улавливала осколки близко взорвавшихся снарядов и направляла их внутрь рубки через неоправданно широкие (305 мм) смотровые щели. При этом толщина стен рубки уже не имела большого значения: залетавшие через щели осколки выводили из строя всех, кто управлял кораблем в бою. Принятые на русском флоте по французскому примеру закрытые вращающиеся над ВП эллиптические башни с вертикальными стенками и выпуклой крышей также оказались очень уязвимыми. Они имели огромные, ничем не прикрытые передние амбразуры, слабое крепление крыши башни к стенкам и отдельных криволинейных плит стенок между собой. В большой зазор между нижней кромкой башни и верхней палубой легко проникали осколки снарядов, разрушавшие металлический мамеринец и заклинивавшие поворотную платформу. Особенно пострадали от этого броненосцы 2-й Тихоокеанской эскадры в Цусимском бою, тогда как на кораблях Порт-Артурской эскадры с началом войны металлические мамеринцы были благоразумно сняты. Принятые же тогда на японском флоте башни английского образца, развившиеся из башенноподобного щита над неподвижным барбетом, не имели этих недостатков. Их плоские, простые в изготовлении и надежные в креплении между собой броневые плиты стен и крыши были установлены под рациональными углами наклона, что увеличивало эффективную толщину брони. Поворотная платформа с орудиями и защитой вращалась внутри мощно защищенного барбета, выступавшего над верхней палубой, что практически исключало ее заклинивание осколками. Бронирование башен среднего калибра также имело конструктивный недостаток. Правда, их нижняя кромка защищалась от осколков металлическим кольцом большего, чем башня, диаметра, установленным на верхней палубе. Но броневое прикрытие податочной трубы (барбет) состояло не из сплошного цилиндра, а из двух: верхнего, большего диаметра, укрепленного под башней на верхней палубе, и нижнего, с меньшим диаметром, идущего от этой палубы до броневой. Этим сэкономили вес податочной трубы, но в результате верхнее кольцо, прикрепленное к палубе только уголками, могло сместиться не только при попадании снаряда, но даже при близком разрыве.