Бой с тенью. Альтернативный танк «Перспективный основной танк 80-х годов»

Предисловие от andrei-bt: Каким в СССР видели танк вероятного противника в 80-е? Ответ на это дает весьма любопытный материал из ВБТ за 1975 год. Если смотреть уже с нашей точки зрения, то спрогнозировали они уровень защиты на 1980 год (350-400 мм по БПС, 550-600 по КС) весьма точно. Мишень представляет собой упрощенный танк (нет люков, поручней, отверстий под приборы, прожекторов, зенитных пулеметов и т. д.), состоящий из корпуса, вращающейся башни, ходовой надгусеничных полок, экранов и внутреннего оборудования.

* * *

Составной частью эффективности вооружения танка является эффективность действия снаряда по бронированным целям (могущество действия снаряда у цели). Величина бронепробивной способности включается в приемочную характеристику противотанкового снаряда (ПТС) в виде толщины стальной брони, пробиваемой данным снарядом под определенным углом и на фиксированной дальности. По этой характеристике нельзя в полной мере оценить эффективность действия снаряда, так как в ней не отражается весь возможный диапазон дальностей обстрела и углов встречи снаряда является эффективность действия снаряда по бронированным целям (могущество действия снаряда у цели).

Величина бронепробивной способности включается в приемочную характеристику противотанкового снаряда (ПТС) в виде толщины стальной брони, пробиваемой данным снарядом под определенным углом и на фиксированной дальности. По этой характеристике нельзя в полной мере оценить эффективность действия снаряда, так как в ней не отражается весь возможный диапазон дальностей обстрела и углов встречи снаряда с броней в бою. Кроме того, бронирование современных танков отличается высокой степенью дифференцирования по толщине бронедеталей, а также разнообразием применяемых броневых материалов и типов бронирования (экранированное, многослойное и т. д. [6]).

Поэтому все большее распространение получает показатель эффективности действия снаряда в виде вероятности поражения некоторого бронеобъекта при одном попадании [1, 3, 4].

Обычно вероятность поражения бронеобъекта рассчитывается на основе математического моделирования процесса его обстрела в заданных условиях. При расчетах по математической модели обстрела необходима исходная информация трех классов. К первому классу относятся точностные характеристики комплекса вооружения в различных условиях стрельбы; ко второму – данные о действии снаряда по бронепреградам различных типов в широком диапазоне условий его встречи с броней [1]; третий класс информации представляет собой данные о геометрии элементов броневой защиты обстреливаемого бронеобъекта [3].

Для оценки ПТС, которые состоят или будут состоять на вооружении в заданный период времени, целесообразно в качестве обстреливаемого бронеобъекта (мишени) использовать образцы зарубежных танков, которые будут приняты на вооружение в этом периоде. Однако, как правило, окончательные варианты конструкций этих танков бывают еще не отработаны, и поступающая информация о них (особенно, об их бронировании) бывает отрывочна и противоречива.

Естественным выходом является синтез мишени на основе прогнозирования основных параметров перспективных зарубежных танков с дополнением и уточнением результатов прогноза информационными данными и расчетами.

В настоящее время разработана и используется мишень «Перспективный основной танк 80-х годов» (мишень-80).

Мишень отражает основные характеристики зарубежных основных боевых танков, проектируемых к разработке на период 1975-1985 годов, научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработках, выполняемых за рубежом.

Основные характеристики танков (компоновочные, габаритные, весовые, защитные) тесно связаны друг с другом. Однако в танкостроении исторически складываются определенные тенденции развития отдельных свойств (характеристик) танков. Это позволяет некоторые из них анализировать независимо друг от друга.

В качестве существенных независимых характеристик перспективной мишени приняты: высота до крыши башни; относительный вес броневой защиты; уровень противоснарядной стойкости лобовых и бортовых деталей корпуса и башни; величина забронированного объема корпуса и башни. Количественные значения характеристик определялись путем расчета и построения аналитических и графических зависимостей этих характеристик от года принятия танка, на вооружение (зона I), выявления тенденций их изменения (зона II) и прогнозирования соответствующих величин методом экстраполяции (зона III). Для этого были взяты характеристики двадцати основных модификаций танков, связанных единым классификационным признаком (средняя весовая категория), выпускаемых серийно в основных капиталистических странах (США, Англии, Франции, ФРГ) с 1937 года и разрабатываемых в настоящее время. Диапазон выбранного периода предыстории обеспечивает двойное превышение относительной глубины прогнозирования [5].

Как видно из графика рис.1, высота танка неизменно снижается, и нет факторов, указывающих на возможное изменение этой тенденции в прогнозируемый период.

Высота танка складывается из высоты корпуса, башни и значения клиренса. Клиренс танков имеет значения 450-610 мм, а попыткам его уменьшения препятствуют требования по проходимости. Высота корпуса зависит, в основном, от высоты двигателя, которая имеет тенденцию к уменьшению (особенно с учетом возможного применения газотурбинных двигателей).

Рис. 1. Зависимость высоты танков от времени принятия их в серийное производство:
I – зона количественного анализа (аппроксимации); II-зона качественного анализа (выявления тенденции); III – зона монотонной экстраполяции

Осуществление этого положения достигнуто сбором, анализом и обобщением доступной информации о существующих, разрабатываемых зарубежных танках и тактико-технических требованиях к перспективным образцам, а также данных о двигателей) и в настоящее время составляет 900-1300 мм. Высота башен зависит от типа орудия, его калибра и углов склонения орудия. Учитывая, что на танках 80-х годов будут, очевидно, устанавливаться высокобаллистические пушки калибра 105-120 мм, а углы склонения орудий не будут превышать 10°, можно предположить, что высота башен основных танков будет равна 700-800 мм. Следовательно, высота перспективного основного танка может лежать в интервале 2000-2300 мм. На этом основании высота мишени-80 выбрана равной 2200 мм.

На рис. 2 показан уровень противоснарядной стойкости лобовых деталей корпусов танков. Показателем стойкости к действию бронебойных и кумулятивных снарядов выбрана толщина стальной брони, расположенной под углом 0° к вертикали и эквивалентной по стойкости данной броневой детали при ее обстреле снарядами современной серийной танковой пушки. Величина показателя стойкости к бронебойному подкалиберному снаряду Впэкв для стальных лобовых деталей танков определяется с помощью экспериментальных кривых противоснарядной стойкости стальной брони, величина показателя стойкости стальных лобовых деталей к действию кумулятивных снарядов Впэкв рассчи­тывается [2].

Как видно из рис. 2, уровень противоснарядной стойкости лобовых деталей танков неуклонно возрастает. В послевоенный период существовали раз­личные взгляды в зарубежном танкостроении на значение броневой защиты для эффективности танка, вследствие чего танки АМХ-63 и, возможно, «Леопард-1» имели сниженный уровень защиты по сравнению с американскими и английскими танками.

Тенденция возрастания стойкости лобовых де­талей корпуса и башни танков, по имеющимся данным о бронировании танков «Леопард-2» и XM-I [6], [7], сохраняется. Особенно заметно возрастание противокумулятивной стойкости лобовой брони, связанное с разработкой [6, 8] и применением на танках специальной противокумулятивной брони – многослойной (комбинированной) и разнесенной из различных материалов. Эквивалентная стойкость зарубежных танков на 1980 год при обстреле снарядами серийной танковой пушки оценивается в 350-400 мм стальной брони по бронебойному подкалиберному снаряду и 550-600 мм по кумулятивному.

Уровень противоснарядной стойкости бортовых проекций разрабатываемых зарубежных танков, по данным различных источников, можно оценить в 250-300 мм стальной брони. Эта величина и принята для мишени-80.

Как следует из рис. 3, вес броневой защиты в настоящее время стабилизировался на уровне 20-22 тс и составляет 45-55% веса танка. Установлено, что вес броневой защиты башни перспективных образцов танков увеличивается больше, чем вес корпуса и составляет примерно 30-40% от веса защиты танка. При общем весе мишени 45 тс вес брони корпуса принят равным 13,5 тс, а вес брони башни 8,5 тс.

Забронированный объем корпусов и башен существующих зарубежных танков колеблется от 10,8 м³ у танка АМХ-63 до 13,8 м³ у танка «Чифтен» Мк3 по корпусу и от 2 м³ (АМХ-63) до 5,0 м³ (М-60А1) по башне. Учитывая, что габаритные раз­меры перспективных танков имеют некоторую тен­денцию к уменьшению, а сокращению внутреннего объема препятствует необходимость размещения дополнительного оборудования, забронированный объем мишени принят по нижнему уровню суще­ствующих значений: по корпусу – 11 м³, по баш­не – 2,3 м³.

Полученные таким образом основные независимые характеристики мишени с достаточной полнотой отражают защитные свойства перспективных танков. Вместе с тем их необходимо дополнить важной качественной характеристикой, по отношению к которой рассчитываемый показатель эффектив­ности действия снаряда является весьма критич­ным. Этой характеристикой является набор типов бронирования. По данным [6, 7, 8], на перспективных зарубежных танках можно ожидать три типа бронирования: монолитное, комбинированное и разнесенное (экранированное). Для комбинированной брони возможно применение слоев из стали, алюминия, керамики [6, 8].

Такие типы бронирования и выбраны для мишени-80. Лобовые детали корпуса и башни мишени представлены комбинированной броней с заданным уровнем противоснарядной и противокумулятивной стойкости, верхняя часть бортов корпуса представляет собой разнесенную, нижняя – экранированную броню. Остальные детали представлены монолитной броней.

Для конструктивной прорисовки объемной мишени, помимо основных независимых характеристик, необходим ряд дополнительных количественных и качественных характеристик. Они являются производными от основных характеристик, поэтому назначались с учетом результатов анализа подобных характеристик существующих или разрабатываемых образцов. Например, форма корпуса и башни мишени были выбраны на основании анализа существующих форм корпусов и башен и расчетных данных по их противоснарядной стойкости. Было отобрано три формы корпуса (призматическая, Т-образная и корытообразная) и три формы башен (эллипсовидная, усеченной пирамиды, призматическая). Построены математические модели корпусов и башен при одинаковых габаритах и весе бронирования и сделан расчет их противоснарядной стойкости по критерию вероятности поражения при одном попадании выбранным снарядом. Расчеты показали, что наибольшей стойкостью обладают Т-образный корпус и призматическая башня, которые и были взяты для мишени.

Угол наклона лобовых деталей мишени выбран из следующих соображений. Существовавшей до последнего времени тенденции увеличения углов наклона (на танке «Чифтен» он доведен до 75°) противостоят такие факторы, как компоновочные затруднения, связанные с размещением внутренне­го оборудования танка, необходимость рациональной конструкции многослойной брони и др. Поэтому для корпуса мишени принят угол наклона лобовой детали, равный 65°, а для башни – 45°.

Толщина брони тех деталей мишени, которые не определены при назначении основных независимых характеристик, выбиралась, исходя из требований обеспечить защиту от крупнокалиберного пу­лемета и осколков снарядов при выбранных значе­ниях общего веса броневой защиты и заброниро­ванного объема.

Внутреннее оборудование мишени выбрано из анализа существующих и перспективных компоновочных решений, перечня агрегатов, их габаритов и объемов путем геометрических построений, выполненных в масштабе.

Внешний вид и схема бронирования мишени представлены на рис.3.

Мишень представляет собой упрощенный танк (нет люков, поручней, отверстий под приборы, прожекторов, зенитных пулеметов и т. д.), состоящий из корпуса, вращающейся башни, ходовой надгусеничных полок, экранов и внутреннего оборудования.

Математическая мишень по наружной поверхности аппроксимирована 111 элементами, из кото­рых 89 приходится на корпус и наружное оборудо­вание корпуса (ходовая часть, полки, экраны) и 22 элемента на башню с пушкой. Внутреннее оборудование мишени представлено 63 агрегатами и тремя членами экипажа. Влияние выхода из строя экипажа, агрегатов и приборов на сохранение тан­ком боеспособности отображается функциональной схемой, связывающей эти элементы.

Рис. 3. Внешний вид и схема бронирования мишени «Перспективный основной танк-80»

Многочисленные результаты расчетов, проведенные в разных организациях отрасли, показывают, что разработанная математическая модель мишени перспективного основного зарубежного танка яв­ляется достаточно критичной к различным калибрам танковых и противотанковых пушек и их бое­припасам.

Необходимо отметить, что подобные расчеты возможны только при наличии системы исходных данных первого и второго классов. Особенно важно подчеркнуть, что информация о действии каждого из снарядов на различные типы преград при раз­личных условиях обстрела в настоящее время может быть получена только прямым натурным экспе­риментом. Лишь отдельные характеристики броне­бойного действия некоторых снарядов могут быть получены экспериментально-расчетным методом.

Использование математической модели мишени-80 позволяет дать однозначную сравнительную оценку эффективности действия снарядов по вероятности поражения в раз­личных условиях ее боевого использования.

ЛИТЕРАТУРА

1. Брызгов В. H., Озеров Б. H., Стерник Г. М. К расчету воздействия кумулятивных боеприпасов на броневую защиту танка. «Вопросы специального машиностроения», сер. III, вып. 2 (17), 1973.
2. Брызгов В. H., Стерник Г. М. Об оценке качества кумулятивных снарядов, – «Боеприпасы», 1973, № 1.
3. Вильховченко Н. H., Сычев Л. Е. Общие принципы и особенности математического моделирования и опти­
4. мизации конструкции танков, – «Вестник бронетанковой техники», 1973, № 4.
5. Заславский Е. И., Проскуров В. А. О влиянии основных характеристик бронебойных снарядов на эффектив­ность стрельбы из танка, – «Оборонная техника», 1973, № б.
6. Методика экстраполяции параметров военных гусеничных машин по данным предыстории. Отчет предприятия п/я А-7701, 1972.
7. Grenzen der Schutzwirkung von Panzerwehrstoffen gegen Hohllandungen. «Jahrb. Wehrtech», 1971, Bd. 6, 46-50. «Armed Forces J.», 8, 1973, стр. 24.
8. «Ordnance». 1971, 55, № 305, стр. 414.

В. В. ВОРОТНИКОВ, канд. техн. наук Г. М. СТЕРНИК «МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МИШЕНИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОТИВОТАНКОВЫХ СНАРЯДОВ»

источники:

• http://andrei-bt.livejournal.com/560043.html
• http://btvt.info/5library/vbtt_1975_01_mbt80.htm