пятница, 13 января 2012 г.

Возможная схема компоновки перспективного танка

 Публикуя материалы отраслевого журнала "Вестник бронетанковой техники", мы уже обращались к теме возможных перспективных компоновок. Предлагаемый материал дает возможность ознакомления с еще одним подобным вариантом. Кроме того его можно рассматривать также как продолжение  публикаций, в которых рассматриваются уязвимые зоны отечественной бронетехники. Ранее, мы в основном, публиковали материалы журнала "ВБТ" периода 1970-х годов и ранее, пикантность данной публикации в том, что еще недавно она была с грифом "Секретно" как и все выпуски журнала за 1980-90е гг. Так что по мимо двух выше обозначенных вопросов, пытливый читатель сможет выудить из данной статьи реальные значения бронепробиваемости некоторых наших и зарубежных БПС, данные по перспективному двигателю 2В12 и его вкладу в схему защиты танка, при его переднем расположении, узнать о тех преимуществах, которые может дать перспективному танку электро-механическая трансмиссия.
С.А.ГУСЕВ
ВОЗМОЖНАЯ КОМПОНОВОЧНАЯ СХЕМА ТАНКА 
                                                              (в порядке дискуссии)
Вестник бронетанковой техники №12/1991г. С.8-13
На основе краткого анализа защиты современных отечественных танков делается вывод о необходимости создания танка с повышенными требованиями к живучести и предлагается один из вариантов нетрадиционного компоновочного решения такой боевой машины с моторно-трансмиссионной установкой с электромеханической трансмиссией и вынесенным вооружением.
    В настоящее время на вооружении армий большинства стран находятся танки с классическим компоновочным решением. В этих танках в передней части корпуса за лобовой броней обычно размещаются водитель, часть боекомплекта и топливные баки, являющиеся наиболее уязвимыми при заброневом действии противотанковых средств (ПТС). Анализ повреждений танков в период второй мировой войны, а также в ходе боевых действий во Вьетнаме, на Ближнем Востоке и в Афганистане показывает, что при пробитии брони и попадании осколков или части кумулятивной струи в боеукладки или в топливные баки происходит взрыв, приводящий к гибели экипажей и безвозвратным потерям танков. Вероятность последних у современных танков при поражении топлива и боекомплекта составляет 0,43.. .0,5 по расчетной оценке [1].
Схема бронирования танков с классическим компоновочным решением по сравнению с танками с вынесенным вооружением характеризуется наличием большого числа уязвимых мест и ослабленных зон в броневой защите. К ним в первую очередь необходимо отнести вырез в верхней лобовой детали под приборы водителя, ослабление в зоне амбразуры пушки, стык корпуса и башни, крышу башни, люк командира, вырезы в башне под приборы наблюдения и прицелы (рис.1). В соответствии с этим рисунком площади лобовой проекции (в м2) основного бронирования будут такими:
                                              Серийный танк    Танк с вынесенным вооружением
Корпус..................................    2,08                     2,52
Башня...................................   1,7                       0,41 (без учета вынесенного вооружения)
Σ.............................................   3,78                     2,93


      Стойкость ослабленных зон значительно ниже стойкости основных броневых деталей, поэтому пробитие их происходит с больших дистанций и с большим запасом бронепробиваемости, что приводит к тяжелым, часто безвозвратным поражениям боевой машины. Причем эти зоны расположены по центру лобовой проекции боевой машины, куда обычно ориентируют марку прицела при наведении пушки и, следовательно, где наиболее вероятно попадание снаряда.
Рис. 1. Схемы ослабленных зон основного бронирования лобовой проекции:
а — танк Т-72Б, б — вариант танка с вынесенным вооружением (без учета защиты вы¬несенного вооружения);
1 - ослабленная зона при обстреле 100-мм БПС БМ-8; 2 - ослабленная зона при обстреле 125-мм БПС БМ-26
Как показали испытания обстрелом корпуса и башни танка Т-72Б, проведенные по программе [2] снарядами БМ-26 с бронепробиваемостью 200 мм стальной брони средней твердости под уг¬лом 60° с дистанции 2 км и БМ-22 с бронепробиваемостью 170 мм/60° с 2 км, ослабленные зоны пробивались с дистанций, м:
Зона водителя (по средней линии ослабленной зоны)…………. 1 700
Крыша башни……………………………...…………………………. 3 700
Командирский люк………………………...………………………….3 900
Зона, ослабленная цапфами пушки………………………..……….1 650
    Амбразура пушки защищена только от бронебойной пули Б-32 калибра 12,7 мм с дистанции 100 м.
Наличие ослабленных зон в броневой защите современного отечественного танка приводит к тому, что вероятность пробития лобовой проекции броневой защиты с дистанции 1000...2000 м при обстреле БПС западногерманской 120-мм пушки танка «Леопард-2», имеющем бронепробиваемость примерно 250 мм/60° с 2 км, выше 0,45 (рис. 2, кривая 1).
Рис. 2. Зависимость расчетной вероятности пробития Рпр лобовой проекции (600 мм стальной брони средней твердости) при попадании БПС, пробивающего 250 мм/60° с 2 км, от дальности Д:
1 — танк Т-72Б; 2 — танк с вынесенным вооружением
При ведении боевых действий на дистанции современного боя (1...2 км) наибольший вклад в повышение вероятности пробития лобовой детали вносят ослабления лобовой защиты. Причем с ростом бронепробиваемости снаряда с увеличением необходимой, приведенной по ходу снаряда толщины броневой защиты площадь ослаблений будет расти.
Практически невозможно достичь усиления броневой защиты, увеличивая толщину брони, но оставляя при этом ослабленные зоны. Добиться же уменьшения ослабленных зон у современных танков невозможно по компоновочным соображениям, так как их нельзя закрыть дополнительной броней по условиям обзорности, обметания и т.д.
Попытка свести площадь ослаблений в бронировании к минимуму менее 10 % площади лобовой проекции для танков, выполненных по классической компоновочной схеме за счет изменения углов наклона верхней лобовой детали, бронированной маски пушки, установки приборов наблюдения и прицеливания на горизонтальных участках корпуса и башни и т. д., приведет к значительному (на 2...2,5 т) увеличению массы броневой защиты. Выполнение повышенных требований по огневой мощи, защите и подвижности, предъявляемых к современным танкам при сохранении классической компоновочной схемы, требует увеличения массы танка на 6...8 т по сравнению с серийными образцами [3].
Из изложенного можно сделать вывод, что необходимо создание танка с повышенными требованиями к живучести, при этом особое внимание следует уделить общей компоновочной схеме, которая в сочетании с техническими решениями его составных частей в основном определяет боевые свойства машины и ее стоимость.
Одним из вариантов такого танка может быть боевая машина с передним расположением двигателя и задними ведущими колесами (рис.3) [4], основными конструктивными особенностями которого являются применение электромеханической трансмиссии и боевое отделение с вынесенным вооружением.
Рис. 3. Возможная компоновочная схема танка с выне¬сенным вооружением: 1 - пушка со спаренным пулеметом, 2 - броневой корпус, 3 - моторная установка, 4 - входной редуктор,
5 - силовые генераторы, 6 - водитель, 7 - командир, 8 - наводчик, 9 - радиаторы системы охлаждения, 10 - электромоторы, 11 -  отсек для боекомплекта с автоматом заряжания, 12 - башня с рубкой
Основной недостаток использования электромеханической трансмиссии состоит в несколько больших (в 1,5...2 раза) массе и объеме, занимаемых такой трансмиссией, по сравнению с обычной механической, а также значительно более высокой стоимости. Однако ряд преимуществ такой схемы моторно-трансмиссионной установки (МТУ) делает ее весьма перспективной с точки зрения установки на боевую машину.
Двигатель и моторная перегородка служат дополнительной защитой экипажа при пробитии ло¬бовой брони. В качестве двигателя можно использовать многотопливный Х-образный дизель 2В-12 мощностью 735 кВт. Его вклад в броневую защиту экипажа и машины можно весьма приближенно по¬считать по формулам:
                         ВБПС экв = дв/(kБПСρст) , ВКС экв = a/kКС ,    (1)
где ВБПС экв, ВКС экв - толщина эквивалентной по стойкости броневой стали средней твердости соответственно для бронебойных подкалиберных систем и кумулятивных снарядов; kБПС= 1...1,1; kКС = 1,6...1,8 - коэффициенты стойкости соответственно по БПС и КС (выбраны по известным данным [5]); ρст =7,85 г/см3  - плотность стали; ρдв= mдв/Vдв - средняя плотность двигателя; mдв = 1450 кг - масса двигателя; Vдв =abc - объем двигателя; a = 760; b = 1290; c = 820 мм - габаритные размеры двигателя.
При таких параметрах расчет по формулам (1) дает следующие значения: ВБПС экв=158...174 мм, ВКС экв=422…475 мм. Форма носовой части корпуса танка, определяемая в основном условиями размещения двигателя, при некотором увеличении массы брони, отводимой на лобовую защиту (примерно 300 кг) по сравнению с серийным отечественным танком, за счет рациональной геометрии (использование элементов с отрицательными конструктивными углами, большие углы наклона верх¬него лобового броневого листа и соответственно уменьшение площади элементов брони, попадание в которые влечет поражения приборов наблюдения) позволяет фактически полностью исключить ослабления в зоне размещения приборов наблюдения водителя и резко уменьшить поражаемость входных окон приборов и прицелов от осколочного потока [6]. Установка вооружения в отдельном отсеке башни, отсутствие вырезов в ее нижней части под погонное устройство в сочетании с повышением уровня защиты стыка корпуса и башни, а также малые углы наклона крыши башни к горизонту и размещение люков башни, приборов наблюдения и прицелов на горизонтальных участках позволяют значительно уменьшить площади ослабленных зон башни и машины в целом (таблица).
Генераторы и другие элементы электрооборудования трансмиссии служат дополнительной защитой экипажа при пробитии части лобовой и бортовой брони корпуса. При этом обитаемое отделение фактически полностью перекрыто генераторами при обстреле бортовой проекции танка под углами ±20°. Такая схема расположения генераторов позволяет обеспечить защиту передней части бортов от современных массовых ПТС (60...70 % целей, противостоящих атакующему эшелону, составляет танкоопасная живая сила противника с массовыми ПТС) во всем секторе обстрела. Так как вероятность попадания в танк (на уровне меньше 0,9 м от грунта) снарядом или управляемой ракетой с дистанции современного боя (более 1 км) ничтожно мала из-за экранирующего эффекта местности [7], то генераторы, приводимые от двигателя через входные редукторы, можно приподнять от днища машины на 430 мм и соответственно от поверхности земли на 900 мм.
При повреждении одного из генераторов имеется возможность выйти из боя на другом. В наиболее тяжелой ситуации танк может выйти из боя, имея источник энергии (один генератор и аккумуляторы) и один неповрежденный электромотор (при наличии механизма блокировки валов электромоторов) . Вклад генератора в защиту можно приближенно посчитать по формулам:
                          ВБПС эквген/(kБПСρст) , ВКС экв = D/kКС ,    (2)
где ВБПС экв , ВКС экв- толщина эквивалентной по стойкости броневой стали средней твердости по оси генератора при обстреле по нормали соответственно для БПС и КС; kБПС = 1...1,1; kКС = 0,9...1,0; ρген =7 г/см3  - средняя плотность генератора; D=480мм – диаметр генератора.
    Расчет по формулам (2) с использованием имеющихся данных дает такие значения: ВБПС экв =389...428 мм,ВКС экв =480…553 мм. При пробитии генератора кумулятивным боеприпасом, кроме материала генератора, на кумулятивную струю будет действовать ток короткого замыкания, эквивалентный 100...150 мм стальной брони средней твердости [8].
Таким образом, броневая защита, агрегаты МТУ в сочетании с бронированными перегородками выполняют функции разнесенной брони, за которой находится экипаж.
Применение электромеханической трансмиссии позволяет получить еще ряд преимуществ по сравнению с обычной механической трансмиссией танка:
1)    повысить тяговые и тормозные качества, маневренность машины;
2)    увеличить долговечность и надежность агрегатов МТУ, ввиду постоянной нагрузки на двигатель и меньшего количества трущихся, изнашивающихся пар в трансмиссии;
3)    обеспечить возможность отбора мощности для вспомогательных целей и передачу энергии по проводам с одной машины (внешнего источника) на другую, что особенно важно, например, при эвакуации поврежденной машины, имеющей хотя бы один неповрежденный электромотор, с поля боя, при преодолении водных преград без работы двигателя и т.д.;
4)    осуществить простое дублирование функций экипажа.
К основным особенностям компоновки боевого отделения танка с предлагаемым компоновочным решением в первую очередь можно отнести вынесенное из обитаемого отделения вооружение (отделенное от обитаемого помещения броневыми перегородками) и размещение автоматизированной боеукладки на 26 выстрелов в нише башни, что позволяет значительно снизить высоту танка и тем самым уменьшить вероятность попадания, а также уменьшить массу броневой защиты, отводимой на башню, при сохранении необходимого уровня защиты экипажа. Такая установка вооружения позволяет избежать загазованности боевого отделения пороховыми газами при стрельбе из танка, которая приводит к снижению боеспособности экипажа у современных боевых машин [9].
Размещение автомата заряжания в нише башни позволит уменьшить цикл заряжания пушки, доведя его до 3,5...4с, что является оптимальным, исходя из условия среднего времени задымления пороховыми газами при выстреле окна прицела, составляющего у современных танков 3,4...4,2 с [7]. Простота и быстродействие автомата заряжания достигается за счет выведения выстрела на линию заряжания только путем поворота конвейера ленточного типа и осуществления досылания за один ход досылателя.
Недостатком такой схемы боевого отделения является более слабая защита вооружения и боекомплекта при снарядном обстреле, чем у танка с классическим компоновочным решением, а также отсутствие кругового обзора у командира при установке серийно выпускаемых приборов.
Однако большая часть вооружения и боекомплект на наиболее вероятных углах обстрела перекрыты основной броней башни, а вынос из обитаемых отделений боекомплекта и топлива (отделенных от экипажа броневыми перегородками), применение люков сброса давления взрыва позволят избежать безвозвратных потерь экипажа и боевых машин при взрыве боеприпасов и топлива.
Для обеспечения кругового обзора командира танка с вынесенным вооружением необходима установка панорамного прицела и перископических приборов статического обзора с перископичностью 800...900 мм, позволяющих осуществить статический обзор 360° через вынесенную установку основного вооружения.
Вывод. Предложенная компоновочная схема танка с вынесенным вооружением позволяет повысить его боевую эффективность за счет увеличения живучести, подвижности и огневой мощи. При этом, однако, возникают проблемы, связанные с созданием приборного комплекса и обеспечением его живучести.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Мазуренко А.И. и др. Пути повышения живучести танка // Вестник бронетанковой техники. 1987. № 2. С. 3-5.
2.Танки Т-80Б(У) и Т-72Б. Программа контрольных испытаний корпусов с башнями на противопульную, противоснарядную, противокумулятивную и противоминную стойкость. 1988, 23 с.
3.Андреев В.П. и др. Анализ объемно-массовых показателей отечественных и зарубежных танков // Вестник бронетанковой техники. 1987. № 1. С. 9-13.
4.Гусев С.А. Возможная компоновочная схема ВГМ // Там же. 1989. № 10. С. 5-7.
5.Противоснарядная и противокумулятивная стойкость брони средних танков. М.: ЦНИИ информации, 1982, 108 с.
6.Михеес Ю.А.,Тимохин В.И. Защита входных окон приборов танка от потока осколков // Вестник бронетанковой техники. 1984. № 4. С. 22-23.
7.Павловский Р.И.,Чубаренко А.И.,Сафонов Б.С. Основы теории боевой эффективности танков. М.: ЦНИИ информации, 1981, 264 с.
8.Булкин А.М. и др. Воздействие электрического тока на кумулятивную стрѵю // Вестник бронетанковой техники. 1987. № 5. С. 24-25.
9.Кудрин И.Д. и др. Влияние обитаемости на боевую эффективность ВГМ // Там же. 1988. № 8. С. 9-14.
                                                                                           Статья поступила в редколлегию 04.07.91.

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.