Военная мысль 6.2006 г. (стр. 23-29)
«Военная мысль» №6.2006 г. (стр. 23-29)
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ БОЕВЫХ БРОНИРОВАННЫХ МАШИН
Ведущий научный сотрудник 38 НИМИ МО РФ
полковник запаса Е.И. ПАРФЕНОВ,
кандидат технических наук
ПАРФЕНОВ Евгений Иванович родился в 1948 году в деревне Исламово Пермской области. С отличием окончил Омское высшее танковое инженерное училище (1969), с золотой медалью - Военную академию бронетанковых войск (1977). Службу проходил в войсках Забайкальского военного округа в должности заместителя командира роты по технической части, в 38 НИИИ МО РФ - на должностях старшего научного сотрудника, начальника лаборатории, начальника отдела и ведущего научного сотрудника. Является автором более 60 научных работ.
РАЗВИТИЕ боевых бронированных машин, создаваемых отечественной промышленностью, всегда осуществлялось в соответствии со сложившимися оперативно-тактическими взглядами на их боевое применение. В свою очередь эффективность бронетанковой техники определяется уровнем ее основных боевых свойств, а именно защиты, огневой мощи и подвижности.
Броневая защита
На начальном этапе развития бронетанковой техники ее бронирование обеспечивало защиту экипажа (боевых расчетов) в основном от ружейно-пулеметного огня и от осколков снарядов, поражение от которых составляло 70-80 % всех потерь личного состава.
Период становления отечественного танкостроения (до 1933 г.) характеризуется заимствованием технических решений, типичных для иностранных танков. Однако во второй половине 30-х годов XX века активизировались работы по созданию средств борьбы с бронированными машинами: на вооружение были приняты специальные противотанковые орудия, да и сами танки стали эффективным противотанковым средством. Результаты работы по оценке стойкости образцов бронетанковой техники, проводимые в то время на полигоне в Кубинке, показали, что требуется переход от противопульного и противоосколочного к противоснарядному бронированию. Наиболее удачными в этом отношении среди массовых машин стали созданные в 1939 году танки Т-34 и KB, которым отечественные конструкторы смогли обеспечить высокую неуязвимость практически от всех имевшихся тогда противотанковых средств. Высокий уровень защищенности этих танков был достигнут за счет сочетания высокой прочности броневой стали и рациональных углов наклона броневых деталей. В последующем, практически до начала 60-х годов XX века, принципиальных изменений подхода к обеспечению защиты танков не происходило.
В ходе разработки высокопрочных броневых сталей для бронетанкового вооружения различного назначения был внесен существенный вклад в теорию и практику легирования, проката и литья, термообработки и сварки. Однако возможности обеспечения защиты от активно развивающихся в этот период кумулятивных средств поражения только монолитной стальной броней практически были исчерпаны. Хотя работы по созданию новых высокопрочных сталей продолжались, получить прирост стойкости выше 3-10 % не представлялось возможным.
Кардинально решить проблему защиты от кумулятивных средств поражения позволила разработка комбинированной брони, которая представляет собой сочетание стальных листов с легкими сплавами, неметаллическими материалами (керамика, пластические массы и др.), а также различного рода структуры, обладающие свойством разрушать кумулятивную струю за счет гидродинамических процессов. Такого рода преграды использовались на всех отечественных танках, созданных после 60-х годов прошедшего столетия. Разработка этих преград потребовала дальнейшего развития теоретических положений гидродинамики, ударных волн в различных средах и механики.
Дальнейшее повышение бронепробивной способности, прежде всего кумулятивных средств поражения, потребовало создания принципиально новых способов и средств защиты. Работы по решению данной проблемы достаточно активно велись по двум принципиально отличным направлениям - создание устройств динамической защиты и создание систем активной защиты.
Принцип работы динамической защиты (ДЗ) заключается в том, что взрывом взрывчатого вещества, инициируемым воздействием средства поражения, под углом к его траектории осуществляется метание пластинки (обычно стальной). В этом случае кумулятивная струя воздействует на большую площадь преграды, вследствие чего расходуется ее бронепробивная способность. Данная конструкция ДЗ, оптимизированная против кумулятивных боеприпасов, была принята на вооружение в Советской армии в 1983 году.
В середине 80-х годов XX века была разработана ДЗ второго поколения, которая эффективно воздействует не только на кумулятивные боеприпасы, но и на оперенные бронебойные подкалиберные снаряды, которые стали основным типом боеприпасов для современных танковых пушек. Принципиальное отличие ДЗ второго поколения заключается в существенно большей толщине метаемой пластины. В начале XXI века была создана ДЗ для легкобронированных машин.
Массовое применение ДЗ заставило провести существенные работы по созданию кумулятивных боеприпасов, способных нейтрализовать ее защитные свойства. Начиная с 90-х годов прошлого века практически все новые кумулятивные боеприпасы имеют тандемное исполнение, т. е. перед основным зарядом размещается дополнительный заряд в кумулятивном исполнении или действующий по типу «ударного ядра», при срабатывании которого либо инициируется, либо нейтрализуется ДЗ. Против таких боеприпасов наиболее эффективной являются системы активной защиты, включающие в себя средства обнаружения подлетающего боеприпаса и средства его поражения или нейтрализации. Первый в мире комплекс активной защиты был принят на вооружение в Советской армии еще в середине 80-х годов XX века для танков Т-55. В последнее время существенно активизировались работы над аналогичными системами и за рубежом.
При разработке систем активной защиты были использованы наиболее передовые технологии, в результате этих работ сделан существенный вклад в развитие науки и техники.
В дополнение к комбинированной броне, динамической и активной защите с 80-х годов стали применяться комплексы оптико-электронного противодействия системам прицеливания и наведения, предназначенные для обнаружения средств поражения противника и срыва их наведения. Сочетание устройств ДЗ, оптимизированных по отношению к бронебойным подкалиберным снарядам, систем активной защиты в совокупности со средствами снижения заметности в оптическом, тепловом и радиолокационном диапазонах позволяет сегодня обеспечить высокий уровень выживаемости образцов бронетанкового вооружения и техники в боевых условиях.
Огневая мощь
Первые отечественные танки имели лишь пулеметное вооружение, которое не позволяло эффективно решать задачи огневой поддержки пехоты. После испытаний легкого танка Т-26, проведенных на заводах, а также на полигоне в Кубинке, для повышения огневой мощи пулемет на правой башне был заменен 37-мм пушкой. С 1933 года на Т-26 стали устанавливать одну башню с длинноствольной 45-мм пушкой и спаренным с ней 7,62-мм пулеметом. Этот период можно считать началом применения на танках пушечного вооружения.
Рост числа и сложности огневых задач, решаемых танками, способствовал повышению калибра вооружения и совершенствованию систем управления огнем (СУО). С 1939 года на танки устанавливается 76-мм пушка (Т-35, Т-28, Т-34, KB). Существенные коррективы, направленные на повышение огневой мощи, внесли результаты боевых действий на советско-финляндском и советско-германских фронтах в период с 1940 по 1945 год. Так, для ведения эффективных боевых действий по прорыву линии Маннергейма в январе 1940 года на тяжелый танк KB устанавливается 152-мм гаубица М-10. Для повышения эффективности борьбы с фашистской бронетехникой с середины 1943 года на танки Т-34 устанавливается пушка калибра 85 мм и начинается выпуск тяжелого танка ИС-2 (1944) с пушкой калибра 122 мм, разные модификации которого (ИС-3, ИС-4) создавались до 1947 года. Последним тяжелым танком, созданным в послевоенный период, является танк Т-10 (1953) с пушкой калибра 122 мм. Дальнейшее развитие отечественного танкостроения шло по пути создания средних танков - основы броневой мощи страны.
Модернизация танка Т-34, проводимая в том числе и в направлении повышения огневой мощи, привела к созданию танка Т-44 (1945), на котором в последующем были установлены приборы ночного видения командира и механика-водителя - Т-44М (1961) и двухплоскостной стабилизатор вооружения - Т-44С (1966). Технические решения, способствовавшие повышению огневой мощи, примененные на данном танке, нашли свое место и на танках следующего периода.
Постоянное совершенствование броневой защиты образцов бронетанковой техники вероятного противника привело к необходимости увеличения калибра основного вооружения. На танки Т-54А (1951), Т-54Б (1956), Т-55 (1958) устанавливается 100-мм нарезная пушка. Кроме того, для повышения точности стрельбы в движении устанавливаются соответственно стабилизаторы вооружения «Горизонт» и «Циклон».
Очередной ступенью развития вооружения бронетанковой техники является создание принципиально нового танка Т-62 (1961) с гладкоствольной 115-мм пушкой. Этому танку суждено было стать основным в вооруженных силах стран Варшавского договора. Танк представлял собою воплощение наиболее передовых достижений конструкторской и военно-технической мысли того периода.
Родоначальником танков следующего послевоенного поколения стал новый танк - «объект 430», который появился на полигоне в Кубинке в январе 1960 года. Это была попытка конструкторского бюро Харьковского завода создать отечественный танк нового поколения конца XX века. В его конструкции были воплощены все достижения науки и техники, инженерной и военной мысли, имевшие место к тому времени. Танк имел принципиально новые конструкции корпуса и башни, двухтактного оппозитного двигателя, коробки передач, ходовой части, а также новые элементы вооружения и приборы управления огнем (в том числе оптический дальномер, 125-мм гладкоствольную пушку, механизм заряжания, позволивший сократить экипаж до трех человек). С использованием научно-технического задела при создании «объекта 430» были разработаны и приняты на вооружение танки Т-72 (1973) и Т-80 (1976), которые являлись базой для создания семейства танков очередного послевоенного поколения.
Для повышения огневой мощи танковых подразделений в 1961 году был разработан «объект 150» - первая в мире машина с полуавтоматической системой наведения ракет. В период с 1961 по 1968 год проводились его испытания, в том числе и на полигоне в Кубинке, завершившиеся контрольно-войсковой эксплуатацией (1968) и принятием на вооружение истребителя танков ИТ-1.
Создание в смежных областях науки и техники в начале 60-х годов прошедшего столетия квантовых генераторов нашло свое применение и в образцах бронетанковой техники и вооружения. Так, для повышения точности стрельбы в первой половине 70-х годов на танках Т-55 и Т-62 устанавливаются, соответственно, квантовые дальномеры КДТ-1 и КТД-2, которые обеспечивали точность измерения дальности до цели на порядок выше, чем оптические дальномеры или при измерении на глаз. После принятия на вооружение танков Т-72 и Т-80 на них были установлены квантовые прицел-дальномеры ТЛД-К1, которые были в дальнейшем модернизированы для управления ракетой. Использование квантовых дальномеров существенно повысило дальность действительной стрельбы из танков.
В последние десятилетия XX века усиление огневой мощи образцов бронетанковой техники и вооружения шло путем установки ракетного оружия с лазерным наведением (стрельба ракетой через ствол танка), совершенствования баллистических характеристик вооружения, повышения могущества боеприпасов.
Появление приборов наблюдения, работающих на новых физических принципах, нашло свое применение и в образцах бронетанковой техники. Так, для повышения дальности стрельбы в различных погодных условиях и особенно ночью в начале 80-х годов на танк Т-80 был установлен тепловизионный прицел «Агава», который после серии испытаний был принят на вооружение. В настоящее время в стадии изготовления находится более совершенный тепловизионный прицел «Ноктюрн», который будет устанавливаться на современные отечественные танки.
Подвижность
Первые серийные легкие танки оснащались сравнительно маломощными автомобильными двигателями. На первых порах они удовлетворяли тактико-техническим требованиям образцов того периода. Кроме того, это облегчало подготовку водителей и технического персонала, упрощало техническое обслуживание и ремонт техники. Однако в 30-е годы прошедшего века выдвигается новая доктрина применения бронетанковой техники. Предполагалось использовать танки не только для сопровождения атакующей пехоты, но и для выполнения самостоятельных задач. В свою очередь это потребовало создания различных типов боевых гусеничных машин: легких, средних и тяжелых. Если легкие танки еще могли комплектоваться автомобильными двигателями мощностью 40-150 л. с. (29-110 кВт), то для вновь разрабатываемых танков требовались более мощные двигатели. Такие двигатели были заимствованы из авиации. Однако в условиях танка авиационные бензиновые двигатели работали ненадежно и имели низкую долговечность при довольно высокой трудоемкости их технического обслуживания. Весьма существенным недостатком бензиновых двигателей была повышенная пожароопасность.
Несмотря на слабую еще в то время производственную и опытно-конструкторскую базу, в стране были начаты работы по созданию танковых двигателей.
Первенцем советского танкового двигателестроения в середине 20-х годов XX века стал двигатель Т-18 для танка Т-16, впоследствии МС-1. Он представлял собой четырехтактный бензиновый двигатель воздушного охлаждения мощностью 40 л. с. (29 кВт). Оригинальностью решения при компоновке двигателя в танке было объединение его с основными механизмами трансмиссии в единый моноблок. Танков МС-1 с двигателем Т-18 было выпущено более 900 штук. Они принимали участие в боевых действиях во время конфликта на КВЖД, именно на их базе впервые в мире были сформированы механизированные бригады.
Характерным событием, завершившим целый этап в развитии отечественного танкового двигателестроения в довоенный период, явились разработка и создание быстроходного танкового дизельного двигателя, имевшего ряд преимуществ перед своими бензиновыми аналогами, основными из которых являлись высокая топливная экономичность и низкая пожароопасность. В июле 1931 года на Харьковском паровозостроительном заводе приступили к проектированию 12-цилиндрового V-образного четырехтактного быстроходного дизеля (БД) мощностью 400 л. с. (295 кВт) для легких танков БТ. Первый образец дизеля БД-2 был изготовлен в апреле 1939 года.
После показа в 1934 году членам правительства в Кубинке танков БТ с опытной партией дизелей БД-2 было принято решение по их изготовлению. С середины 1937 года танковый дизель получил наименование В-2, а в сентябре 1939 года он был принят в серийное производство.
Немаловажную роль в разработке дизеля В-2 сыграла в то время передовая концепция по созданию принципиально нового танка Т-34, реализованная коллективом конструкторского бюро под руководством М.И. Кошкина. Одной из основных составляющих этой концепции было применение на танке дизеля, а не бензинового двигателя. Своевременным и впоследствии оправдавшим себя направлением было создание многоцелевого семейства быстроходных дизелей типа В-2. С декабря 1939 года на вооружение принято три модификации дизеля: В-2 (500 л. с.) - для танка Т-34, В-2К (600 л. с.) - для тяжелого танка KB и В-2В (375 л. с.) - для гусеничного тягача «Ворошиловец».
Специалисты считали, что выбранная конструктивная схема и принятая размерность дизеля В-2 позволят в будущем на его базе создать семейство двигателей с максимальной мощностью до 1000 л. с. Было разработано несколько опытных образцов дизелей с наддувом и без наддува мощностью 800-1000 л. с, которые имели наработку по два-три гарантийных срока, но начавшаяся война с Германией не дала возможность заниматься развитием семейства В-2.
Фундаментальные работы по развитию отечественного танкового двигателестроения развернулись в послевоенный период. В конце 40-начале 50-х годов прошлого века преимущественное направление в данной области занимала дальнейшая модернизация дизелей семейства В-2, которые стали широко применяться в народном хозяйстве. Одновременно велись работы по созданию опытных танковых двигателей нового поколения. Абсолютное большинство танковых дизелей у нас и за рубежом выполнялись четырехтактными. Вместе с тем в целях повышения агрегатной и габаритной мощности наметилась тенденция применения двухтактного дизеля. Опыт создания двухтактного дизеля 5ТДФ подтвердил возможность получения высоких мощностных, габаритных и весовых параметров как по двигателю, так и по силовой установке в целом.
Головным предприятием, осуществлявшим модернизацию дизельных двигателей типа В-2, являлось СКБ-75 Челябинского тракторного завода (ЧТЗ), возглавляемого главным конструктором И.Я. Трашутиным. Для ряда вновь проектируемых танков послевоенного поколения требовались двигатели более высокой мощности. Конструкторы дизелей типа В-2 приняли решение повысить мощность за счет применения наддува с минимальными переделками серийных узлов и деталей. Идея наддува в поршневых двигателях внутреннего сгорания с использованием энергии отработавших газов как способа повышения мощности возникла еще в 1916-1918 годах, а в отечественном двигателестроении она была реализована уже в 1930-х годах. К началу 60-х годов XX века в отечественном двигателестроении уже сложилась вполне законченная теория форсированного быстроходного дизеля с наддувом. На ее основе дизель В-2 продолжал развиваться во все новые модификации и многократно форсировался по мощности. Последними модификациями были дизели с наддувом В-46-6, В-84, устанавливаемые в танк Т-72, который стал наиболее массовым в период 70-80-х годов. В это время отделом силовых установок 38 НИИИ МО была выработана концепция, согласно которой, по замыслу ученых, основным двигателем для объектов бронетанковой техники и вооружения должен быть четырехтактный дизель жидкостного охлаждения с турбонаддувом. Эта концепция была достаточно обоснованна и базировалась на опыте отечественного и мирового двигателестроения.
Первый танковый дизель В-27 с наддувом от турбокомпрессора мощностью 700 л. с. был поставлен на производство ЧТЗ в 1961 году. Однако в танках он не нашел применения по причине, которую хорошо понимали специалисты: применение наддува ведет к увеличению механических и тепловых нагрузок, а производственная база к этому была не готова.
В середине 90-х годов в танке Т-90 стал устанавливаться дизель В-92 с турбонаддувом (920 л. с), впоследствии форсированный до 1000 л. с. и кратковременно до 1200 л. с.
В начале 70-х годов прошлого столетия главный конструктор И.Я. Трашутин, учитывая достигнутый технический уровень производственной базы, пришел к выводу, что дизели семейства В-2 практически исчерпали свои возможности по уровню форсирования, и предложил новое семейство дизелей типа 2В, основу которого составлял дизель 2В-16. Эскизный проект этого дизеля был рассмотрен и одобрен 38 НИИИ в
1972 году. Дизель 2В-16 представлял собой 16-цилиндровый Х-образный двигатель с турбонаддувом мощностью 1500 л. с. с диаметром поршня 150 мм, как у В-2, но с меньшим ходом - 160 мм вместо 180 мм. Предполагалось на его базе развить новое семейство двигателей, охватывающих мощностной диапазон 400-1800 л. с, что в некоторой степени удалось: дизель 2В-16 успешно прошел межведомственные испытания, ведутся проработки по установке 12-цилиндрового дизеля в перспективный танк, а 6-цилиндровый дизель 2В-06 выпускается серийно для БМД-3.
Параллельно с ЧТЗ на конкурсной основе велись работы по созданию танковых двигателей и в других организациях. В частности, на заводе «Трансмаш» (г. Барнаул) был разработан опытный дизель УТД-30 с целью создать на его базе целого ряда двигателей для бронетанковой техники всех категорий. В Харькове на заводе им. В.А. Малышева создавался опытный двухтактный дизель, а в Ленинграде на заводе «Звезда» предпринималась попытка создать для танка газотурбинный двигатель. В конечном итоге предусматривалось из нескольких вариантов выбрать такие двигатели, которые позволяли бы создать на их базе семейства силовых установок для всех объектов бронетанковой техники и машин на их базе в других родах войск.
В результате выполненного объема опытно-конструкторских и испытательных работ на вооружении Советской армии находилось три равнозначных танка с различными двигателями: Т-72 с В-46, Т-64 с 5ТДФ и Т-80 с ГТД-1000. Это было не совсем оправдано, но в сложившейся ситуации каждое конструкторское бюро имело свои приоритеты на установку своего двигателя. Даже проведенная в 1985 году коллегия Министерства обороны по двигателям не внесла ясности в этот вопрос. Таким образом, идея создания семейства двигателей на конкурсной основе не была воплощена в жизнь, но и не осталась бесследной.
В 1965 году на «Трансмаше» к серийному производству для БМП-1, затем БМП-2 был принят двигатель УТД-20 (300 л. с), ставший одним из самых массовых двигателей для машин легкой категории по массе. Более 20 лет многие модификации дизеля УГД-20, в том числе 5Д20 для БМД серийно выпускались и для народнохозяйственной техники. Впоследствии в БМП-3 стал устанавливаться двигатель УТД-29, отличающийся от УТД-20 только количеством цилиндров (10 вместо 6) и мощностью. Эти двигатели выпускались в безнаддувном варианте. В настоящее время предлагаемые для модернизации двигатели семейства УТД (УТД-23, УТД-32) имеют турбонаддув и отвечают современному уровню мирового двигателестроения. В то же время в начале 90-х годов на «Трансмаше» приступили к созданию нового семейства быстроходные многоцелевые дизелей с диапазоном мощности от 100 до 1800 л. с. с учетом конверсии оборонной промышленности.
В настоящее время создание отечественных двигателей для танков, БМП, БМД и машин на их базе, отвечающих современному уровню мирового двигателестроения, является одной из наиболее сложных научно-технических задач. В мировой практике изменилась концепция использования армейских двигателей - они должны иметь двойное назначение.
В целом, анализируя развитие образцов бронетанкового вооружения и техники, следует отметить существенную, во многом определяющую роль 38 НИИИ МО на всех этапах их жизненного цикла. Формирование концепций систем машин, разработка технических требований к конкретным образцам базировались на последних достижениях науки и техники, что во многом обеспечивало опережение отечественному танкостроению в принятии передовых, как это было показано выше, технических решений по сравнению с наиболее развитыми государствами.
