Предок тяжёлого танка Т-10. Опытный танк ИС-5. СССР

23

Пожалуй, самая подробная, а точнее серия статей, которые я собрал в одну, посвящённая опытному танку ИС-5. Даже, это скорее взгляд на развитие всех танков ИС через призму развития ИС-5 и того как они дошли до своего апофеоза, тяжёлого танка Т-10. Думаю данная работа вполне может тянуть на полноценную монографию. В общем всем приятного чтения, данная статье стоит того что бы её прочти все любители истории бронетанковой техники.

Последний советский серийный тяжёлый танк Т-10, в отличие от своих предшественников первых послевоенных лет, был хорошо спроектированной машиной, в которой учли все недостатки ИС-3 и ИС-4. Созданный изначально под маркой ИС-5, этот танк прошёл длительный процесс испытаний прототипов и опытно-конструкторских работ перед принятием на вооружение. Несмотря на внешнее сходство, первоначальный и серийный варианты этого танка имели большие конструктивные отличия. Прежде чем приступить к описанию конструктивных особенностей ИС-5, необходимо кратко разобрать предпосылки к разработке этой боевой машины.

Содержание:

Предыстория

Начиная с 1944 г. ход работ по новым советским тяжёлым танкам напоминает бесконечную гонку конкурирующих КБ. Существовавшие в то время конструкторские коллективы, вместо того чтобы заниматься модернизацией ИС-2, параллельно и независимо друг от друга разрабатывали проекты совершенно новых машин, требовавших при принятии на вооружение перестройки производства, с неизбежным снижением количества выпускаемых танков. К концу 1944 г. дошло до прямого саботажа правительственных заданий. СКБ-2 ЧКЗ пыталось протолкнуть на вооружение Красной Армии свой инициативный танк «Объект 701» (будущий ИС-4) и всячески тормозило ход работ по танку «Объект 703». Группа конструкторов Опытного завода №100 под руководством Ж.Я. Котина в строжайшей тайне проектировала конкурента «Объекта 701» под индексом Объект 252/253 (ИС-6), не считаясь с законными требованиями военных предоставить доступ к закрытым служебным помещениям КБ. В каких условиях были вынуждены работать конструкторы, фактически находящиеся под замком у Котина, это отдельный вопрос.

Результат этих напряжённых усилий лучших конструкторских коллективов получился, мягко говоря, неудачным: прототип «Объект 252» с механической трансмиссией показал неудовлетворительные результаты на испытаниях и не произвёл впечатления на ГБТУ КА, испытания «Объекта 253» закончились серьёзной аварией и непреодолимыми трудностями в доводке до работоспособного состояния электромеханической трансмиссии. «Объект 701», при всех стараниях руководства ЧКЗ протолкнуть свой танк в серию, был отвергнут наркомом танковой промышленности В.А. Малышевым ввиду сомнительных результатов испытаний и неизбежных трудностей при освоении в производстве.

Больше всего от этой гонки пострадали проекты глубокой модернизации ИС-2, после объединения лучших конструкторских решений приведшие к созданию концептуально нового тяжёлого танка «Объект 703» (ИС-3). Неоднократные задержки, вызванные нежеланием руководства ЧКЗ проводить работы по 703-му объекту, привели к огромной спешке при создании данной машины. ИС-3, как и средний танк Т-44, был принят на вооружение авансом, даже без проведения всесторонних испытаний перед запуском в серию. Многочисленные улучшения и исправления конструкции приходилось осуществлять на ходу, в результате получилась откровенно сырая, плохо спроектированная машина, от которой военные стремились поскорее избавиться. Уже в 1946 г. ИС-3 был снят с производства, а все выпущенные танки проходили длительную дорогостоящую программу модернизации УКН (устранение конструктивных недостатков).

За неимением лучшего военные вновь обратили внимание на «Объект 701» и в том же 1946 г. танк был принят на вооружение Советской Армии под маркой ИС-4, с организацией серийного производства на ЧКЗ. Но вместо ожидаемого перспективного тяжёлого танка ИС-4 оказался катастрофой как для танковой промышленности, так и для армии. ЧКЗ после войны находился не в лучшем состоянии: под руководством директора И.М. Зальцмана завод не только не справился с планом выпуска 200 новых танков в 1947 г., но и оказался не в силах довести ИС-4 до кондиции. За время серийного производства военные дважды прекращали приёмку новых тяжёлых танков из-за крайне низкого качества изготовления и огромного количества конструктивных дефектов, все мероприятия по устранению недостатков ИС-4 оказались безуспешными (отдельные попытки улучшения ИС-4 продолжались вплоть до начала 60-х гг!).

Известный советский конструктор танков Н.Ф. Шашмурин красноречиво описал сложившуюся в то время ситуацию с тяжёлыми танками в интервью журналу «Советский воин»:

Проектируются и создаются внушительные, но не надежные ИС-4 и ИС-3, проектируется очередной “монстр” с двумя двигателями, строится своеобразный электровоз на гусеницах — танк с электромеханической трансмиссией ИС-6, который сгорел, проехав по заводскому двору всего пятьдесят метров. В общем, конструкторская мысль бьет ключом, а воину между тем завершают «грубоватые» трудяги ИС-2 , а не “красавцы” ИС-3, производство которых началось в начале 45-го и которые сразу стали ломаться с регулярностью печальной памяти КВ-1.

Провалом закончились и проводившиеся с 1945 г. работы по созданию неуязвимого танка. Дорогостоящий тяжёлый (68 т) ИС-7 в своей последней итерации под индексом «Объект 260» был неосуществим на базе имеющихся технологий и производственных мощностей, опытный танк обр. 1948 г. даже после всех переделок не выдержал государственных испытаний. ИС-7 требовался совершенно новый мощный дизель, который за несколько лет разработки так и не появился (испытания всех созданных в рамках проекта опытных образцов двигателей показали неудовлетворительные результаты), проект застрял на месте.

В результате Советская Армия к 1949 г. осталась с парком устаревающих, проходящих капитальный ремонт ИС-2, ИС-3 и мизерным количеством ненадёжных ИС-4. Похожая ситуация наблюдалась и со средними танками Т-44 и Т-54: штурмовщина, многочисленные конструктивные недоработки, низкое качество изготовления, большие трудности с освоением в производстве. Налицо был глубокий кризис в послевоенном советском танкопроме, который нужно было срочно решать.

Историк А.Н. Фёдоров в своей статье «Танковое дело» 1949 г.: механизм решения проблем оборонной промышленности в послевоенный период» отмечает, что Сталин после войны уделял сравнительно мало внимания танковой отрасли, плотно курируемой им в военное время. На посту министра вооружённых сил с февраля 1947 г. находился Н.А. Булганин, в танках ничего не смыслящий. Поток рекламаций из войсковых частей о низком качестве выпускаемых танков долгое время оставался без внимания высшего военно-политического руководства. Только в начале 1949 г. совершенно недопустимое положение дел в танковой промышленности стало предметом для рассмотрения в правительстве СССР: Булганин с весны 1949 г. осуществлял лишь общее наблюдение за Министерством вооружённых сил, Зальцман тем же летом был снят с поста директора ЧКЗ. Согласно февральскому постановлению Совмина, производство многострадального ИС-4 прекращалось (фактически производство прекратилось ещё в начале января), отменялись и все проектно-конструкторские работы по ИС-7, к разработке которого было привлечено 20 заводов и 12 НИИ.

Разработка танка

В сложившихся условиях конструкторам пришлось создавать новый тяжёлый танк из того задела, что имелся после окончания производства ИС-4 и опытных образцов ИС-7. Чтобы разработки нескольких послевоенных лет не пропали зря, в проекте должны были максимально использоваться уже освоенные в производстве узлы и агрегаты ИС-4 вместе с удачными наработками по ИС-7. Как обычно, для выполнения этого задания правительство дало крайне сжатые сроки: опытные образцы новой машины ЧКЗ уже к августу (!) 1949 г. должен был предъявить на государственные испытания, войсковые испытания были намечены на сентябрь 1949 г.

Так как времени у конструкторов было в обрез, было решено вести работы над танком совместными усилиями новообразованного ленинградского ВНИИ-100 (создан на базе филиала Опытного завода №100) и СКБ-2 ЧКЗ, куда отправили часть сотрудников ВНИИ-100. Конструкторы И.В. Павлов и М.В. Павлов в своём фундаментальном труде «Отечественные бронированные машины 1945–1965 гг.» отмечают:

исходные моменты проектирования, разработка эскизных проектов машин, конструкции отдельных узлов, вся научно-исследовательская работа, изготовление и испытания основных узлов, механизмов и действующих макетов проводились ВНИИ-100 в Ленинграде

На ЧКЗ возлагались задачи разработки технических проектов, выпуска рабочих чертежей, изготовления и испытаний опытных образцов. Так как производство нового танка на замену ИС-4 организовывалось на мощностях ЧКЗ, ему был присвоен челябинский индекс 730 и неофициальная марка ИС-5.

ИС-5 был спроектирован на базе ИС-4 в кратчайшие сроки – в течение марта-апреля 1949 г. В ходе разработки также широко использовались опробованные на ИС-7 новые технические решения. Уже 11 апреля технический проект и деревянный макет «Объекта 730» в натуральную величину были отправлены в Москву на рассмотрение в Министерства транспортного машиностроения и вооружённых сил. Военные выдвинули ряд требований и замечаний, после чего к 15 мая проект нового танка был утверждён.

В исходном проекте боевые машины могут существенно отличаться от изготовленных в металле опытных образцов. Взглянем на чертёж общего вида «Объекта 730», утверждённый директором ЧКЗ И.М. Зальцманом и главным конструктором ЛКЗ Ж.Я. Котиным 8 апреля 1949 г.

На первый взгляд ничего особенного. Однако при более внимательном рассмотрении можно заметить интересные различия. Первое, что бросается в глаза – отсутствие командирской башенки. Три призматических смотровых прибора командира врезаны в броню башни, как это было сделано на опытных образцах ИС-7. Такая конструкция позволяла отказаться от выступающей командирской башенки и исключить возможность её срыва от попадания снаряда. Судя по бронировке перископического прибора командира, для использования в танке предусматривался бинокулярный перископ ТКП-2 c x2/x4 увеличением, разработанный для ИС-7.

Также бросается в глаза отсутствие отверстия объектива телескопического прицела в подвижной бронировке пушки. Вместо него на крыше башни можно заметить бронировку перископического оптико-гироскопического прицела ТПС-1, также разработанного специально для ИС-7. Применение перископического прицела позволяло существенно (до нескольких сотен кг) уменьшить массу подвижной бронировки пушки и минимизировать площадь ослабленной зоны амбразуры башни, а также защитить наводчика от проникновения свинцовых брызг внутрь корпуса при фронтальном обстреле танка.

Можно заметить, что в отделении управления предусмотрен только один смотровой прибор ТПВ-47 в крышке люка механика-водителя; врезанные в лобовые скуловые листы приборы бокового обзора ТПБ-47 (также разработан для ИС-7) отсутствуют. Видно, что конструкторы стремились максимально усилить бронезащиту ИС-5, даже ценой некоторого снижения обзорности.

Ещё одно существенное отличие от всех последующих вариантов – отсутствие наружных топливных баков на кормовых подкрылках. Чтобы исключить засасывание отработавших газов двигателя во входные решётки системы охлаждения, как это наблюдалось на танках ИС-4, конструкторы расположили выхлопные трубы по бокам от крышки трансмиссионного отделения, а крепления буксировочных тросов перенесли на кормовые скосы корпуса.

Чтобы успеть предъявить новые танки на государственные испытания в августе 1949 г., конструкторские бюро разослали все основные чертежи ИС-5 в производство ещё до начала июня. Однако в силу того, что на ЧКЗ и смежных предприятиях так и не смогли своевременно изготовить все необходимые узлы и агрегаты танка, первые прототипы удалось собрать только к середине сентября. Заведомо нереальные сроки, поставленные правительством перед промышленностью, привели к срыву программы испытаний.

Как и следовало ожидать, танк, который столь быстро проектировался, очень долго принимался на вооружение: в ходе многочисленных испытаний опытных образцов 1949–1953 гг. в проект было внесено большое количество изменений.

ИС-5: ИС-4 в облегчённом корпусе ИС-7

Во многих публикациях утверждается, что ограничение по массе в 50 тонн для тяжёлого танка «Объект 730» было обусловлено грузоподъёмностью существовавших в то время железнодорожных платформ и мостов. Однако габаритно-массовые ограничения новых машин заранее утверждались в ГБТУ ВС, а значит, транспортабельность и тактическая мобильность ИС-4 и ИС-7 должны были учитываться ещё до начала их проектирования и производства. На самом же деле снижение массы танка требовалось в первую очередь для повышения удельной мощности. На все советские танки ставился один и тот же дизельный двигатель В-2 в разных модификациях, наиболее мощный (750 л.с.) серийный В-12 в условиях реальной эксплуатации оказался слабоват для 60-тонного ИС-4, удельной мощности 12,5 л.с/т было недостаточно. Форсированный В-12 не развивал полной мощности и продемонстрировал низкую надёжность в условиях объекта.

Для ИС-4 конструкторами МВТУ им. Н. Э. Баумана в 1943 г. была создана новая прогрессивная 6-скоростная планетарная КПП в блоке с механизмом поворота типа «ЗК» (Зайчик-Кристи), которая должна была обеспечить новому танку высокие динамические характеристики, превосходящие ИС-2 и ИС-3. Однако вышеперечисленные факторы, наряду с конструктивными недостатками, лимитировали расчётные скорости движения. Почти всё время серийного производства на ЧКЗ у ИС-4 наблюдались проблемы с новой трансмиссией, отличавшейся громоздкостью, сложностью конструкции и дороговизной в производстве, а управлять такой машиной мог не каждый водитель. Максим Коломиец в своей книге «Тяжёлый танк ИС-4 (Конструирование и производство)» отмечает:

Во время одного из пробегов за рычаги посадили механика-водителя, управлявшего ИС-2 и ИС-3 и совершенно не знакомого с ИС-4:

«Ознакомившись с рычагами управления, водитель неуверенно повел танк, делая остановки при переключении передач, а один раз заглушил мотор.

Тем не менее, согласно первоначальному проекту, на новый тяжёлый танк, получивший марку ИС-5, устанавливалась доработанная и усовершенствованная серийная трансмиссия от ИС-4. Двигатель – всё тот же В-12 стендовой мощностью 700 л.с., реальная мощность в условиях объекта не превышала 650 л.с. Поэтому высокие динамические характеристики на уровне средних танков можно было получить только снижением массы корпуса.

Схема построения корпуса

В советских танках для экономии массы уменьшалась высота бортовых листов, за счёт увеличения редана днища. При создании корпуса «Объекта 730» конструкторы учли критические недостатки ИС-3. Тонкое (16 мм!) корытообразное днище на танках ИС-3 не обладало достаточной жёсткостью, поэтому на ИС-5 редан усилили с помощью вварных кронштейнов балансиров. Борт корпуса составлялся из верхней 120-мм плиты под углом 47° и нижнего гнутого (62-0°) листа толщиной 80 мм.

Эта конструкция, впервые введённая на ИС-7, показала на испытаниях обстрелом значительно большую противоснарядную стойкость. Помимо отсутствия ослабленной зоны сварного шва на участке перехода наклонной части листа в вертикальную, эта схема бронирования увеличивала вероятность рикошетирования снаряда вдоль борта. Снаряд, попавший в верхнюю часть гнутого листа, мог срикошетировать вниз и в наихудшем варианте отбить балансир подвески, без пробития в ослабленной зоне сварного соединения верхнего наклонного и нижнего бортовых листов, как это было возможно на танках ИС-3. Края верхних наклонных бортовых листов выступали над подбашенным листом толщиной 30 мм и вместе с передним защитным бруском обеспечивали надёжную защиту погона башни. Между верхним наклонным и нижним гнутым бортовыми листами устанавливались рёбра жёсткости для усиления прочности всего корпуса.

По всем исследованиям и статистикам поражаемости танков бронезащита ИС-4 в кормовой части была явно избыточной, толщину кормовых листов ИС-5 снизили до разумных пределов. Верхний откидной кормовой лист толщиной 50 мм под углом 55° крепился на болтах, но, в отличие от ИС-3, был выполнен без лючков для быстрого доступа к трансмиссии, что повысило противоснарядную стойкость и снизило трудоёмкость изготовления. На месте лючков располагались крепления сбрасываемых дымовых шашек. Нижний кормовой лист имел толщину 60 мм и устанавливался под углом 20°.

Английский советский «щучий нос»

В большинстве публикаций, посвящённых советским послевоенным тяжёлым танкам, говорится о большом впечатлении, произведённом на союзников новыми танками ИС-3 во время совместного парада в Берлине 07.09.1945 г. Западные наблюдатели якобы «были поражены совершенными формами советских танков» и «тщательно скопировали» ИС-3. На самом деле т.н. «щучий нос» (конструкция лобовой части корпуса в виде наклонной двухскатной крыши) впервые придумали танкостроители британской фирмы «Vickers» для тяжёлого танка A38 Valiant. Стремясь минимизировать площадь наиболее толстой лобовой части корпуса для экономии массы с сохранением внутреннего объёма отделения управления, британские конструкторы пришли к форме со скошенными углами. В металле A38 был реализован значительно отличающимся от изначальной схемы бронирования и не дошёл до стадии серийного производства. Есть сведения, что проект танка А38 предоставили на изучение советским конструкторам в середине 1944 г., когда на Опытном заводе №100 разрабатывали модернизированный ИС-2 с усиленным лобовым бронированием.

Дело в том, что тогдашняя компоновка советских танков с башней, смещённой к носу из-за кормового расположения трансмиссии не позволяла перенести люк механика-водителя с ВЛД на крышу и тем самым усилить защиту лобовой части корпуса. Самый массовый советский танк во время войны – Т-34 – при удачной в общем-то конструкции лобовой части корпуса мог выйти из строя от одного попадания снаряда в люк мехвода, который зачастую просто выбивало с креплений с гарантированной гибелью водителя и поражением внутренних механизмов и экипажа. Отказаться от люка и установить смотровой прибор водителя на крыше было невозможно, т.к. всё пространство подбашенного листа было занято башней.

На ИС-1/2 в целях повышения бронезащиты от люка мехвода вовсе отказались, водитель мог наблюдать за обстановкой в бою только через смотровой лючок, сдвигаемый вверх в походном положении, и два перископа для бокового обзора. В связи с недостаточной защищённостью ломаной литой конструкции лобовой части на ИС-2 обр. 1944 г. водитель был лишён и этого небольшого лючка и был вынужден пользоваться узкой щелью, вырезанной в наклонной верхней лобовой плите. Всё это очень сильно снижало обзорность и вероятность выживания мехвода в случае поражения танка (справа и слева от водителя находились топливные баки).

На опытных танках Объект 252/253 (ИС-6) с конфигурацией лобовой части корпуса по типу Т-34 конструкторы вернулись к той же проблеме – какой бы защищённой ни была ВЛД, люк мехвода создаёт в ней самое уязвимое место и нивелирует все преимущества наклонной брони. Кроме того, нередким случаем было заклинивание башни от срикошетировавшего в неё снаряда при попадании в ВЛД (при размещении башни по центру корпуса этой проблемы, как правило, не возникало).

Ещё один рабочий вариант появился на ИС-4: на верхний лобовой лист наваривалась дополнительная защита в виде небольшой накладки, в которой размещался лючок, позволявший водителю высунуть голову из танка и нормально ориентироваться на местности в положении «по-походному». Но такая конструкция не позволяла мехводу вылезти/залезть в танк, обзорность при закрытом лючке была неудовлетворительной (на министерских испытаниях ИС-4 было отмечено, что «углы обзора через смотровые приборы не обеспечивали возможность уверенного вождения (!) танка»).

Высвободить место для люка и смотровых приборов водителя в подбашенном листе можно было, развернув двигатель поперёк корпуса, как это было сделано ещё во время войны на среднем танке Т-44 и его послевоенном преемнике Т-54. Стремясь выполнить всё более жёсткие требования военных по защищённости тяжёлых танков при заданных массогабаритных ограничениях, конструкторы располагали бортовые листы корпуса под большими углами наклона, что приводило к неизбежным компоновочным проблемам и развернуть двигатель габаритов В-2 поперёк было невозможно (ширина корпуса ИС-3 меньше чем у Т-44). Главный фактор, ограничивающий ширину корпуса советских тяжёлых танков, объясняется конструкторами И. В. Павловым и М. В. Павловым следующим образом:

Осуществить поперечное расположение двигателя типа В-2 в МТО не позволяла большая ширина гусениц, которая определяла максимальную ширину корпуса машины при ограничении общей ширины танка в связи с необходимостью обеспечения его железнодорожных перевозок.

Английский «щучий нос» позволял советским танкостроителям решить все эти проблемы без перекомпоновки танка, а также добиться увеличения фронтального бронирования без увеличения массы корпуса. Автор блога Tankograd делает интереснейшее замечание:

Хорошо известно, что наклон брони можно увеличить, введя горизонтальную составляющую уклона, которая может быть либо конструктивной, либо вызвана боковым наклоном самого корпуса танка относительно направления атаки.
[…]
Сочетание двух равных углов по обеим осям является наиболее оптимальным с математической точки зрения решением, так как это дает наибольший составной угол. Однако это не обязательно самое практичное решение, потому что, если выстрел противника попадает в броню под боковым углом относительно продольной оси корпуса танка, большая часть составного угла теряется.

Скуловые листы «носа с горбинкой» сконфигурированы таким образом, что между ними образуется место для крыши в виде треугольника, в которой можно без проблем разместить люк мехвода достаточного размера и почти полностью вывести его с наиболее поражаемой части корпуса танка. После исключения из состава экипажа стрелка-радиста отпала и необходимость в лобовой плите на всю ширину корпуса. С углами подворота 40° стык носовой части с подбашенной коробкой удалось срезать и тем самым снизить вероятность рикошета снарядов в башню. Такая конструкция требовала высокого качества сварки, т. к. сварной шов, соединяющий скуловые листы, находился в самом ответственном месте по центру носовой части.

ИС-4 с традиционной клиновидной формой носовой части корпуса часто оценивают как более защищённую машину чем Т-10. Однако ИС-4 создавался по технологиям 1943 г., когда советские танкостроители ещё не пришли к концепции резко дифференцированного бронирования и сложной конфигурации корпуса с наиболее рациональными углами наклона бронеплит, и увеличение бронестойкости было достигнуто экстенсивным способом – увеличением толщины лобовых и бортовых листов. Испытания обстрелом в 1947 г. показали, что конструкция бронекорпуса ИС-4 вышла неудачной, особенно это касалось бортового бронирования, разделённого на три крайне неравномерно защищённые зоны. В техническом задании на проектирование «Объекта 730» подчёркивалось, что форма корпуса нового танка должна быть создана по образцу ИС-3. Используя весь накопленный опыт, советские инженеры добились уровня защиты в лобовой и бортовой проекции, не намного уступающего ИС-4, при ограничении по массе в 50 т. Следует отметить, что от ИС-3 была взята только общая схема построения корпуса с двухскатным носом и расширяющимися кверху бортами. Конструкция бронекорпуса ИС-5 была создана на основе ИС-7.

Результаты обстрела корпуса и башни ИС-5 в мае-июне 1950 г. на НИИБТ полигоне показали, что верхние лобовые 120-мм листы, установленные под углом 55° и углом подворота 40°, обеспечивали защиту от бронебойных снарядов немецкой 88-мм пушки KWK-43 и даже от собственного 122-мм орудия Д-25Т со всех дистанций при курсовых углах ±40°. Нижний лобовой 120-мм лист под углом 50° не пробивался 122-мм снарядами при курсовых углах ±30° с дистанции 100 м. Бортовые листы корпуса также показали высокую противоснарядную стойкость, однако ослабленный участок сварного шва в месте стыка верхнего 120-мм и нижнего гнутого 80-мм листа пробивался 88-мм бронебойным снарядом со скоростями непробития остальных участков. Стык днища с гнутым бортовым листом также пробивался 88-мм пушкой. Днище корпуса толщиной 16 мм не пробивалось 14,5-мм бронебойными пулями и выдерживало подрыв 122-мм осколочно-фугасной гранаты в непосредственной близости от узлов подвески.

По образцу ИС-7 в отделение управления нового танка были добавлены два смотровых прибора ТПБ-47 в верхней части скуловых носовых листов, вместе с центральным прибором ТПВ-47 обеспечивающих обзорность в пределах 140°. В дневное время суток видимость через смотровые приборы водителя была вполне удовлетворительной. В отличие от люка ИС-3 с перископом МК-4, новый смотровой прибор не требовал снятия для открывания броневой крышки, что улучшило удобство пользования и сократило время открытия люка. В случае повреждения приборы могли быть легко извлечены и заменены запасными.