Альтернативы танку: если бы не трактор «Холт»…
Содержание:
В истории танка есть весьма интересное «бутылочное горлышко», лежащее в самом начале его эволюции. Практически все танки Первой Мировой Войны — британские, французские, немецкие — обязаны своим появлением гусеничному трактору американской фирмы «Holt Caterpillar Company». Созданные в начале XX века, эти тракторы успешно зарекомендовали себя как надежные и эффективные машины как в гражданской деятельности, так и на военной службе. Их применение в качестве тягачей для тяжелой артиллерии, способных перемещаться даже по сильно пересеченной местности, в итоге и вдохновило инженеров на идею танка — бронированного гусеничного вездехода, способного преодолеть под огнем изрытое воронками и траншеями поле боя, и расчистить дорогу наступающей следом пехоте.
Но что, если фирма «Холт» не сумела бы довести до ума свой гусеничный трактор к началу Первой Мировой Войны? Что, если его дизайн оказался бы неисправимо ошибочен — или попросту коммерчески неудачен? И идея вездеходной машины, перемещающейся на составленной из звеньев гусеничной ленте, к началу Первой Мировой не была бы проверена практическим опытом?
Я решил поразмыслить над альтернативными движителями, которые в таком сценарии могли бы заменить гусеничную ленту в проектах первых танков.
1. ПЕДРЭЙЛ ДИПЛОКА
Это несколько неблагозвучное название на самом деле означает всего лишь «рельсовая нога» в переводе со слегка неуклюжей латыни. Изобретен этот движитель был еще в конце XIX века британским изобретателем Брама Джозефом Диплоком.
Концепция педрэйла заключается в том, чтобы увеличить опорную площадь колеса, расположив вдоль его обода множество отдельных «ножек». Каждая «ножка» подвижно закреплена на шаровом шарнире с пружинным амортизатором, и обладает определенной подвижностью во всех трех плоскостях; может наклоняться взад-вперед, вправо-влево, и поджиматься к ободу колеса. За счет такой подвижности отдельных «ножек», обеспечивается оптимальное прилегание опор к неровной поверхности. Общая же опорная площадь касающихся поверхности «ножек» значительно больше, чем у простого колеса.
Паровой трактор с колесами педрэйл преодолевает препятствие
Если машина с движителем педрэйл встречает препятствие, то «ножки», благодаря шарнирному креплению, опускаются на преграду так, чтобы максимально увеличить площадь контакта с поверхностью. Пружинный амортизатор позволяет «ножкам», на которые приходится наибольшее давление, вжиматься внутрь колеса — в то время как «ножки» под меньшей нагрузкой выталкиваются пружинами наружу. Более совершенные версии педрэйла имели внутри обода колеса специальные пружинные рамы сложной формы, которые выталкивали «ножки» вперед под нужным углом и за счет этого могли даже подниматься по лестнице.
В дальнейшем, Диплок отказался от установки «ножек» на жестком ободе колеса и вместо этого перешел к установке их на звеньях гибкой цепи — то есть поздний педрэйл был, скорее, своеобразной гусеницей, нежели колесом. Тем не менее, его конструкция значительно отличалась от гусеничных траков «Холта». Опорой гусеничного педрэйла служили не сами звенья, а установленные на них шарнирные подвижные «ножки», способные самостоятельно приводится в оптимальное положение относительно поверхности.
Конструкция гусеницы педрэйа. «Ножки» на роллерах катятся по неподвижной внутренней раме
К началу Первой Мировой Войны, основанная Брама Диплоком в 1911 году «Транспортная Компания Педрэйл» (англ. Pedrail Transport Company) была единственным производителем гусеничной техники в Великобритании. Поэтому неудивительно, что педрэйл рассматривался как первоочередное решение при создании первых британских бронированных боевых машин. Определенную роль сыграла и «литературная» известность изобретения Диплока — ведь именно колеса педрэйл использовали «сухопутные броненосцы» в одноименном рассказе фантаста Герберта Уэллса!
В 1915 году, по заказу «комитета сухопутных кораблей» (англ. «Landship Committe») Брама Диплок и полковник инженерных войск Р.Э.Б. Кромптон разработали проект бронированной машины с движителем педрэйл, способной преодолеть поле боя и доставить к немецким окопам штурмовую команду с пулеметами и легкими пушками. Так как с проектированием гусениц педрэйл большой длины у Диплока возникли сложности, машина должна была опираться на две последовательно расположенные гусеницы, а поворачивать — проворачивая гусеницы относительно корпуса с помощью гидравлических приводов.
К сожалению, из-за неудачной организации, постоянных пересмотров требований к проекту и конфликтов по поводу финансирования, работа над «машиной педрэйл» продвигалась очень медленно. К июлю 1915 года — когда британские военные успешно испытали танк «Little Willy» на гусеничном шасси трактора «Холт» — единственный прототип машины Диплока все еще не был завершен.
Шасси машины Диплока в сборочном цехе завода
Тем не менее, работы над шасси прекращать не стали. Британские военные рассматривали возможность применения машины Диплока в качестве либо бронированного грузовика высокой проходимости, либо самоходного огнемета. В августе 1916 года, достроенный прототип (внешне изрядно смахивавший на железнодорожный вагон) передали на полигон в Сальсбури для испытаний.
На полигоне, машина Диплока показала себя удовлетворительно, успешно преодолевая траншеи и воронки. По некоторым показателям — например, скорости хода на дороге, достигавшей 24 км/ч — она оказалась даже лучше первых танков. Однако значительных преимуществ над гусеницей «Холт» педрэйл не продемонстрировал. С учетом уже достигнутого прогресса в разработке гусеничных танков — впервые пошедших в бой на Сомме в сентябре 1916 года — продолжать работу над машиной Диплока сочли излишним.
Прототип машины Диплока на полигоне. Брезентовые борта скатаны, и видны два двигателя и боковые цилиндры механизма поворота
Могли ли машины с движителем педрэйл стать альтернативой гусеничным танкам? Да, вполне могли. Несмотря на большую механическую сложность, движитель педрэйл был к 1910-ым достаточно хорошо отработан, и по возможностям не уступал гусеничной ленте «Холт». Машины, оснащенные движителем педрэйл вполне могли бы выполнять те же задачи на поле боя, что и танки с гусеничным приводом. И следует также отметить, что для британцев начала XX века, «отечественный» педрэйл (к тому же воспетый Гербертом Уэллсом) был намного более «очевидным» решением для вездеходной бронемашины, нежели гусеница «Холт».
При отсутствии тракторов «Холт» как действующего образца гусеничного шасси, педрэйл Диплока становился практически единственным решением проблемы позиционного тупика для британцев. Тем более что Диплок и Кромптон подготовили несколько предложений по его дальнейшему развитию, включая замену жесткого шасси — сочлененной конструкцией.
Ввиду большей механической и производственной сложности, боевые машины Диплока, скорее всего, были бы более тяжелыми и менее многочисленными чем реальные британские танки. Но… задачу преодоления «ничейной полосы» и прорыва неприятельской обороны, они бы решали успешно. Следует также отметить, что в отличие от обычной гусеничной ленты (в то время очень быстро стиравшейся), «ножки» педрэйла прекрасно чувствовали себя при долгих переходах по дорогам — а это значит, что машины Диплока могли бы не только прорывать оборону вместе с пехотой, но и развивать успех, невозмутимо топая вслед за кавалерией.
2. МОНОГУСЕНИЦА БОЙРО
Другой рабочей альтернативой гусеницы Хольта — то есть альтернативой, которая была успешно испытана, и продемонстрировала ожидаемые результаты — была моногусеничная машина французского инженера Луи Бойро, созданная в 1916 году. Основной ее задачей изобретатель видел проделывание проходов в заграждениях из колючей проволоки.
Прототип машины Бойро на испытаниях. По сути дела, машина представляла собой рельсовый броневагон, который выкладывает перед собой участки полотна со шпалами
Моногусеница Бойро представляла собой гигантскую шарнирную раму, составленную из стальных опорных плит. На внутренней стороне каждой плиты имелись рельсовые направляющие, и по этим «рельсам» катилась расположенная внутри рамы кабина с мотором и экипажем. То есть вся машина была заключена внутри одной гигантской «гусеницы» (отсюда и название движителя).
Перемещаясь вперед по «рельсам», кабина (с помощью специальных роллеров на крыше) перекатывала вместе с собой и всю окружавшую ее шарнирную раму — поднимая плиты позади себя, и укладывая их впереди. Движение машины Бойро, таким образом, можно сравнить с движением локомотива, самостоятельно выкладывающего впереди себя железнодорожные пути — и интересно отметить, что Луи Бойро сам прибегал к подобной аналогии.
Каждая опорная плита представляла собой участок «рельсов со шпалами» длиной около 6 метров, что позволяло машине попросту перекатываться через рвы и воронки шириной 3-4 метра. При встрече с вертикальным препятствием (например, земляным валом или стеной оврага) опорные плиты выполняли роль наклонного пандуса, позволяя кабине вскарабкаться вверх под приемлемым углом. Жесткая поверхность опорных плит обеспечивала машине Бойро хорошую плавность хода.
Первый прототип машины Бойро, представленный на испытания в 1915 году — и прозванный за свои громадные размеры и необычный вид «diplodocus militaris» (фр. «боевой диплодок») — был, по сути дела, просто демонстратором концепции. Машина не несла ни брони, ни вооружения, и даже не могла самостоятельно поворачивать (для этого экипажу приходилось использовать два домкрата, чтобы приподнять машину). И тем не менее… «боевой диплодок» Бойро оказался вполне работоспособен. На полигоне, он спокойно шлепал по мягкому грунту, не замедляя хода, преодолевал 3-метровые рвы и воронки — опорная плита при этом становилась «мостом» для машины — и самое главное, более чем успешно давил и сокрушал проволочные заграждения.
Еще до окончания испытаний, Бойро приступил к работе над вторым прототипом машины. Это уже был полноценный бронированный вездеход, пригодный для боевого применения. Размеры и высоту машины уменьшили, опорные плиты утяжелили, а шарнирной раме придали ромбическую форму (подобной той, которую имели первые британские танки). В целом, второй прототип стал значительно компактнее и приземистей.
Бронированная кабина машины теперь также имела ромбическую форму и собиралась из стальных плит толщиной до 30 миллиметров — то есть в несколько раз толще, чем любой танк Первой Мировой. Предусмотрели и вооружение; второй прототип имел бортовые амбразуры для пулеметов и шаровую установку для 76-мм пушки.
Удалось Бойро решить и проблему поворота машины. Теперь шарниры, соединявшие опорные плиты, обладали определенной степенью боковой подвижности. При помощи гидравлических рычагов, укладываемая на грунт плита могла быть слегка смещена вправо или влево, тем самым поворачивая «раму» и с ней всю машину. Следует отметить, впрочем, что маневренность второй машины Бойро оставляла желать лучшего — радиус поворота составлял около 100 (!) метров.
Второй прототип машины Бойро представили на испытания в августе 1916 года. Военные отметили отличную проходимость машины, ее прочность и способность прокладывать двухметровой ширины проход в проволочных заграждениях. Но также они отметили невысокую скорость (1-2 км/ч) и низкую маневренность машины. С учетом достаточно успешно идущей программы создания танков на шасси тракторов «Холт», машина Бойро выглядела менее перспективной альтернативой. И хотя прототип выполнил все, что от него требовали — полностью уложившись в заявленные Бойро параметры — работы над ним были прекращены к концу 1916 года. Сама машина, впрочем, сохранилась, и в 1918 году испытывалась в роли самоходного мостоукладчика — для преодоления танками широких рвов.
Танк «Сен-Шамон» пытается вскарабкаться на крышу машины Бойро с помощью прицепного пандуса. Первые французские танки использовали минимально доработанное шасси трактора «Хольт», из-за чего их способность преодолевать рвы и взбираться на стенки оставляла желать много-много лучшего
Моногусеничная машина Бойро представляла собой другую вполне реалистичную альтернативу гусеничной ленте «Холт». Отмечу еще раз: на испытаниях машина Бойро делала все то, что от нее требовали. Она могла преодолевать пересеченную местность, прорывать проволочные заграждения и подавлять огнем неприятельское сопротивление, открывая дорогу пехоте. То есть делать все то же самое, что и гусеничный танк.
При этом машина Бойро не была ни переусложненной, ни (что немаловажно!) перетяжеленной. Ее несомненным достоинством было минимальное сопротивление движению — роллеры кабины катились по ровным прямым рельсам, опиравшимся на уложенные на грунт широкие стальные плиты. «Жесткость» движителя позволяла сравнительно небольшому 80-сильному мотору перемещать значительный вес брони и конструкции. И хотя сама машина Бойро получилась довольно компактной, принцип движителя позволял спокойно наращивать его размеры и вес перевозимой конструкции — вплоть до настоящих «сухопутных линкоров», несущих тяжелую артиллерию.
Существенно уступая гусеничным танкам в скорости и маневренности, машина Бойро значительно превосходила их в живучести. Штурмовые машины Бойро невозможно было бы остановить ни бронебойными пулями из пулеметов, ни противотанковыми ружьями, ни даже попаданиями полевых орудий со шрапнелью, выставленной «на удар» (самые распространенные методы противодействия танкам в Первую Мировую). Абсолютно бесполезны против них были бы и противотанковые мины — чтобы сломать опорную плиту, потребовалось бы абсурдное количество взрывчатки.
3. КОЛЕСА БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА
Одной из простейших — и наиболее очевидных — альтернатив гусеничному шасси, являются просто колеса большого диаметра. Идея поставить бронированную машину на гигантские колеса, тем самым обеспечив ей возможность преодолевать рвы и препятствия на поле боя, в годы Первой Мировой Войны приходила в голову самым разным инженерам из самых разных стран.
Пожалуй, самый «знаменитый» образец высококолесной машины
Логика идеи в общем-то вполне очевидна; чем больше диаметр колеса, тем быстрее увеличивается опорная площадь (и соответственно, сцепление с поверхностью) при пересечении ямы или проседании на мягком грунте. Большой диаметр колеса и высокое расположение оси также позволяет машине преодолевать существенно большие препятствия. Наконец, громадное колесо привлекательно своей механической простотой и прочностью; в отличие от комплексных гусениц, педрэйла и подобных устройств, колесо, даже громадное, представляет собой довольно простую конструкцию, и слабо чувствительно к повреждениям.
Проблемой же, которую часто упускали из виду изобретатели высококолесных танков, является то, что с погружением колеса в грунт возрастает — стремительно! — и сопротивление движению. И улучшение сцепления с поверхностью может довольно быстро перестать компенсировать потери. Кроме того, «зарывшееся» колесо еще и уплотняет грунт, а также выталкивает его перед собой, еще более ухудшая ситуацию.
Колесный паровой танк фирмы «Холт» (вид сзади)
Во время Первой Мировой Войны только три высококолесные машины добрались до практической реализации «в металле». Это был построенный в Российской Империи «царь-танк» инженера Лебеденко (1915-1916), немецкий «Treffas-Wagen» (1916-1917) и американский «колесный паровой танк», построенный, что интересно, все той же фирмой «Холт» (1918).
Все эти машины имели сходную принципиальную компоновку — два колеса большого диаметра впереди, на которые приходился основной вес корпуса, и длинная опорная балка с небольшим поворотным катком сзади. Привод от двигателя осуществлялся на передние колеса, задний же каток служил органом управления. В результате, боевая машина сильно смахивала на старомодный орудийный лафет для полевой пушки.
Итальянское 305-мм осадное орудие на специальном лафете высокой проходимости (не самоходном)
К сожалению, на практике идея «самоходного лафета» оказалась не столь хороша, сколь очевидной она представлялась конструкторам. Все три высококолесных прототипа столкнулись со значительными проблемами в плане распределения веса и управляемости. Причем если у «Царь-танка» из-за неправильного распределения веса нагрузка на передние колеса оказалась недостаточной, чтобы эффективно двигать машину, то у немецкого «Treffas-Wagen» проблема оказалась прямо обратной: машина норовила опрокинуться вперед. Только танк «Хольт» продемонстрировал удовлетворительную проходимость благодаря своей паровой машине.
Общей проблемой машин «лафетной» компоновки была также слабая управляемость. Небольшой поворотный каток в хвосте машины справлялся с управлением на дороге, но на мягком грунте — когда ведущие колеса зарывались в почву — его усилий было попросту недостаточно.
Немецкий колесный танк «Treffas-Wagen» на испытаниях
Хотя результаты испытаний трех построенных высококолесных машин едва ли особо вдохновляют, тем не менее, сама по себе идея колеса большого диаметра как способа преодоления препятствий вполне реалистична. Провал всех трех прототипов был связан в первую очередь с неудачно выбранной «лафетной» компоновкой, имевшей принципиальные трудноустранимые недостатки. Более традиционная четырехколесная компоновка, вероятно, показала бы себя лучше.
Немецкий Lauster Wargel LW5 Второй Мировой
В целом, высококолесные броневые машины были еще одной — вполне жизнеспособной — альтернативой гусеничным танкам. В определенном смысле, даже более очевидной (логический переход от колесного бронеавтомобиля к высококолесному бронированному вездеходу достаточно прост). В целом, в «околотанковой» весовой нише, высококолесные бронемашины имели шансы показать себя наилучшим образом, комбинируя защищенность, мобильность и проходимость.
4. СТУПАЮЩИЕ ОПОРЫ ГЁБЕЛЯ
Учитывая разнообразие всевозможных движителей, предложенных в годы Первой Мировой Войны в качестве средства преодоления позиционного тупика, было бы просто невероятно, если бы никто не попытался создать шагающую машину. И такой энтузиаст действительно нашелся — немецкий изобретатель Фридрих Гёбель. Следует впрочем отметить, что его машина была, скорее, ступающей, нежели подлинно шагающей; она двигалась, последовательно поднимая и переставляя вперед опорные полозья, на которые затем и переносила вес корпуса.
Сама по себе идея ступающего движителя довольно проста. Машина опирается на несколько опор, соединенных с приводным валом двигателя посредством различной конструкции эксцентриков. Проворачиваясь, эксцентрик поднимает одну опору и выдвигает ее вперед. В это время вторая опора, упираясь в землю, толкает вперед сам корпус машины. Затем первая опора опускается и принимает на себя вес машины, в то время как вторая поднимается и выдвигается вперед. Цикл повторяется снова и снова.
Таким образом, машина движется вынося вперед опоры и перемещая на них вес конструкции. Сопротивление движению при этом минимально — что позволяет перемещать даже значительный вес относительно маломощным двигателем (примером могут служить широко известные шагающие экскаваторы). Конкретно машина Гёбеля использовала в качестве опор три пары последовательно движущихся полозьев, а в качестве эксцентриков — овальной формы направляющие рамы.
Успешно продемонстрировав концепцию своего движителя в 1913 году на маленьком педальном прототипе, Гёбель сумел заинтересовать военных идеей вездеходного ступающего грузовика, способного заменить гужевой транспорт на пересеченной местности. На средства инвесторов, Гёбель построил небольшой прототип (сильно напоминавший трамвайный вагон)
Первые испытания прошли вполне успешно; «шагающий трамвайчик» Гёбеля браво вскарабкался на 11-метровую деревянную рампу, поставленную под углом в 50 градусов. Но дальше Гёбеля подвела его страсть к показухе. Устроенная им в Берлине демонстрация — при большом скоплении народа — завершилась унизительным провалом, когда мотор машины сломался в самом начале подъема, и «трамвайчик» уныло сполз задом по рампе, под хохот собравшейся толпы. Раздосадованное таким публичным позором военное ведомство отказалось дальше иметь с Гёбелем дела, и оставило изобретателя с долгами общей суммой в 300.000 марок.
После начала Первой Мировой Войны, Гёбель снова попытался презентовать свою машину военным, на этот раз — в качестве «вездеходного броневика». Но проведенные в январе 1916 года испытания завершились очередным фиаско; перегруженная броней машина сумела сделать лишь несколько неуверенных шагов, после чего намертво завязла в снегу. К тому же выяснилось, что Гёбель так и не озаботился придумать какой-либо механизм поворота. В результате военные снова утратили к его машине интерес.
Гёбель за рычагами второго прототипа. Лучших фотографий машины по-видимому не сохранилось
Затянувшейся истории машины Гёбеля было бы пора уже совсем закончиться, но опять-таки вмешалась война. В сентябре 1916 года британцы впервые применили на поле боя танки. Мгновенно сообразив что к чему, Гёбель сумняшеся заявил, что он-де собирался создать бронированный вездеход еще перед войной, и если бы не косные генералы, отказавшие ему в финансировании после случайной поломки, то Германия, несомненно, создала бы бронированные машины первой.
Разумеется, это утверждение было чистой воды враньем (нет сведений, что Гёбель вообще рассматривал бронирование своей машины до начала войны), но свою роль оно сыграло; из неудачливого изобретателя Гёбель в глазах публики превратился в непризнанного гения. Пресса с восторгом подхватила его истории, им заинтересовались такие влиятельные лица как кронпринц Вильгельм.
Имея такую поддержку, Гёбель предложил военным ни много ни мало, но целый «сухопутный броненосный крейсер» (нем. Landpanzerkreuzer), исполинскую машину весом в сотни тонн, вооруженную целой батареей пушек и пулеметов. К счастью для Германии, инвесторы выдали Гёбелю средства только на небольшую модель-прототип в масштабе 1 к 10. И оказались правы, потому что результаты испытаний машины… оказались прежними. Расхваливая свою идею в прессе, Гёбель приложил очень мало усилий к улучшению собственно конструкции.
Провал концепции Гёбеля не стоит рассматривать как принципиальный приговор самой идее ступающих машин. В конце концов, множество построенных шагающих экскаваторов — приспособленных как раз для перемещения огромной массы по сравнительно мягкому грунту — наглядно демонстрируют ее успешность.
В военном деле концепция ступающего привода не прижилась. Но в целом, это было связано сначала — с неудачами реализации, затем — с отсутствием интереса. Главным «козырем» ступающего привода является возможность перемещения машины огромной массы (настоящей самоходной крепости) с помощью сравнительно маломощного двигателя.
Эта милая бронежабка — предложенный в Великую Отечественную Войну проект шагающего ДОТ’а
Окажись на месте Гёбеля человек менее склонный к показухе, и более — к доработке концепции, и первые немецкие танки вполне могли пойти в бой, переступая парами полозьев. Проблему поворота вполне можно было решить тем же способом, как и на шагающих экскаваторах: поворачивая корпус и приподнятые опоры относительно стоящей на земле опоры. И Гёбель был далеко не единственным, кто в те годы экспериментировал с такого рода системами. Свой вариант ступающего танка предложил в те же годы итальянский офицер Луиджи Гуссали.
5. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В этой статье я разобрал лишь несколько возможных «кандидатов» на замену гусеничного танка на полях сражений Первой Мировой Войны. Несколько, с моей точки зрения, наиболее возможных. Гусеницы педрэйл, моногусеница Бойро, высокие колеса и ступающие опоры — все эти приводы имели как достоинства, так и недостатки по сравнению со звеньевой гусеничной лентой «Холт». И, если бы гусеничная лента не была доведена до требуемой степени совершенства — могли бы стать ее альтернативой.
Модель бронированной машины Диплока-Кромптона с приводом педрэйл. Сложись история по иному, и на Сомме осенью 1916 года вполне могли дебютировать вот такие «мамонт-танки»
Не пройдя «бутылочное горлышко» гусеницы «Холт» в начале XX века, танк в нашем классическом его представлении имел все шансы вообще не появиться. Машины с альтернативными приводами, которые появились бы вместо него, развивали бы иную техническую философию. Сложно было бы требовать высокой скорости от привода педрэйл — но зато оснащенные им машины могли бы самостоятельно осуществлять долгие дорожные марши, реализуя уровень подвижности «своим ходом» о котором танки долго не могли даже и мечтать. Моногусеничная машина Бойро уж точно не отличалась бы ни подвижностью ни маневренностью — но зато могла бы нести феноменальное по меркам 1910-ых количество брони, что в комбинации с ее прочной и массивной конструкцией потребовало бы срочного создания специализированной противотанковой артиллерии (на что машины Бойро ответили бы еще более толстой броней…)
Солдаты армии «сельских жителей» капитулируют перед сухопутными броненосцами с движителем педрэйла армии «горожан» — иллюстрация к рассказу Герберта Уэллса «The Land Ironclads» (1903)
Подытоживая мою мысль — гусеничный движитель, и танк как его производная, не были ни единственно возможным, ни даже наиболее вероятным направлением развития бронетехники. Эволюцию наземных бронированных машин во многом определили сначала случайности, а затем значительный накопленный опыт с гусеничными танками (сделавший эксперименты с иными движителями более рискованными и менее привлекательными). Иное развитие событий могло бы привести к тому, что эволюция бронетехники пошла бы принципиально иным путем.
