armor.photos / lib / tanks_and_armor

Танки и танковые войска. Ч.1 Бронированные машины

(Танки и танковые войска / Коллектив авторов. Под ред. Маршала бронетанковых войск А. X. Бабаджаняна. — М.: Военное издательство, 1970)

ГЛАВА II
ТАНКИ

РАЗДЕЛ 1. КОМПОНОВКА ТАНКОВ

Под общей компоновкой танка понимают принятое взаиморасположение основных элементов его конструкции и рабочих мест экипажа. Общая компоновка подчинена задаче получения оптимальных тактико-технических данных боевых машин. Поэтому при проектировании танка необходимо обращать особое внимание на основные компоновочные решения, которые во многом предопределяют успех или неудачу разрабатываемой конструкции боевой машины.

Главная задача компоновки заключается в том, чтобы при данном уровне развития науки и техники обеспечить оптимальное сочетание боевых свойств танка, а также определенные значения следующих его параметров:

— заданную величину среднего удельного давления гусениц на грунт;

— отношение длины опорной поверхности (L) к ширине колеи (В), которое должно создавать условия для хорошей поворотливости;

— надлежащее расположение координат центра тяжести по длине и ширине машины;

— габариты машины (они должны учитывать предполагаемый основной способ перевозки);

— боевой вес (он не должен превышать заданного).

Кроме того, должны быть предусмотрены возможности дальнейшего развития машины, использования ее в качестве базовой для создания семейства машин.

Среднее удельное давление гусениц на грунт должно быть не более 0,85 кгс/см² для гусениц с открытым шарниром и не более 1 кгс/см² для гусениц с резино-металлическим шарниром (РМШ). В новейших зарубежных танках даже при гусеницах с РМШ среднее удельное давление на грунт не превышает 0,85 кгс/см². Такие предельные значения этого параметра были определены из условий движения по вязким грунтам, учета сопротивления повороту и прямолинейному движению. {39}

Отношение длины опорной поверхности к ширине колеи (L/B) оказывает большое влияние на поворотливость любой гусеничной машины, в том числе и танка. Если это отношение сделать очень большим, то при любой мощности двигателя поворот окажется невозможен, так как вследствие буксования гусениц требуемое для поворота значение силы тяги не может быть достигнуто по условиям сцепления с грунтом. Если в механизмах поворота современных танков имеется несколько расчетных радиусов, то значение L/B принимают до 1,7—1,8, а при одном расчетном радиусе поворота (бортовые фрикционы) значение L/B не должно превышать 1,5.

Влияние на компоновку танка отношения L/B, или, как его называют в иностранной литературе, фактора поворотливости, очень велико. Нахождение рациональных отношений L/B явилось одним из важных успехов советских танкостроителей. Применение для тяжелых танков отношения L/B в пределах 1,72—1,78, что вполне допустимо при таких механизмах поворота, как, например, двухступенчатый планетарный, создало важные предпосылки для реализации плотных компоновок.

Целесообразно, чтобы в продольной проекции центр тяжести танка располагался над геометрическим центром опорной поверхности гусениц, а в поперечной проекции — по середине колеи. Такое положение центра тяжести обеспечивает танку лучшее преодоление препятствий, равномерное распределение нагрузки на опорные катки (при симметричной подвеске).

Для возможности транспортировки по железным дорогам ширина танка должна приниматься с учетом действующих правил о перевозке грузов различных габаритов. Для железнодорожной сети СССР габарит состава 1-В по ширине составляет 3250 мм. Предельная ширина груза, при которой он не выходит из габаритности, 3414 мм.

В западноевропейских странах габаритные грузы имеют ширину до 3150 мм, в США — до 3130 мм и в Англии — до 2920 мм.

Повсеместное распространение трайлеров для перевозки танков и невозможность создания полноценного основного танка шириной 3,0— 3,15 м привели к увеличению габаритов иностранных танков: американского М60А1 (3,63 м), английского «Чифтен» (3,61 м) и западногерманского «Леопард» (3,25 м). Таким образом, для получения необходимых боевых свойств конструкторы пошли на усложнение железнодорожных перевозок и не стали приносить основные боевые свойства танков в жертву удобству перевозок по железным дорогам.

Усовершенствование и дальнейшее развитие конструкции неизбежно связаны с увеличением веса. Так, например, наш средний танк Т-34 первоначально имел боевой вес 25,6 т, а в дальнейшем боевой вес танка Т-34-85 достиг 32 т.

Аналогичные примеры дает и практика зарубежного танкостроения. Поэтому у вновь создаваемых образцов танков удельные мощности, технические данные трансмиссии и ходовой части принимают с учетом дальнейшего развития машины, ее неизбежной модернизации и связанного с этим увеличения веса. Танки, которые выполнялись с предельными параметрами, как показывает опыт полувекового развития танковой техники, быстро снимались с вооружения.{40}

§ 1. ХАРАКТЕРНЫЕ ОСНОВНЫЕ РЕШЕНИЯ ОБЩЕЙ КОМПОНОВКИ СОВРЕМЕННЫХ ТАНКОВ

Хотя на протяжении пятидесяти лет существования танков были опробованы многочисленные варианты их компоновок, в практике современного танкостроения по-существу применяются только две разновидности компоновки, выдержавшие проверку времени:

— компоновка с кормовым расположением двигателя и трансмиссии (советские танки Т-34, Т-54, ИС-3, американские танки М-60, «Шеридан», английские «Центурион» и «Чифтен», западногерманский «Леопард», французский АМХ-30 и др.);

— компоновка с расположением двигателя и трансмиссии в передней части корпуса (французский танк АМХ-13, шведский танк «S», все полевые самоходные орудия, которые были созданы в США после войны: М-52, М-108, М-109 и др.).

До второй мировой войны наибольшее распространение имел третий, ныне не встречающийся вариант компоновки, при котором трансмиссия располагалась в носовой части корпуса, а двигатель — в корме. Во время войны первый и третий варианты (по числу конструкций) имели примерно равное распространение. Компоновку с расположением двигателя в корме, а трансмиссии в носовой части корпуса имели все серийные танки фашистской Германии, наиболее многочисленные образцы американских танков военного времени — «Шерман» и «Стюарт», японские и итальянские танки, находившиеся в производстве во время войны.

В послевоенный период распространение получил преимущественно первый вариант компоновки, принципиальные достоинства которого раньше других стран были правильно оценены нашими танкостроителями еще в тридцатые годы. Именно под влиянием практики советского танкостроения, выявившей преимущества компоновочного решения, реализованного в таких танках, как Т-34, КВ, ИС, за рубежом отказались от носового расположения трансмиссии и перешли почти к исключительному применению компоновок с кормовым расположением трансмиссии и двигателя.

Рассмотрим особенности компоновки современных танков.

При кормовом расположении двигателя и трансмиссии силовое отделение и трансмиссия изолируются от экипажа и он работает в более благоприятных условиях (рис. 22). Носовая часть корпуса не занята агрегатами, поэтому лобовые детали броневого корпуса могут устанавливаться под большими углами наклона (70—75° к вертикали).

У танков с носовым расположением трансмиссии наибольшие углы наклона верхней лобовой детали корпуса не превышали 55° к вертикали. Кроме того, передняя часть корпуса имеет значительно более плотную компоновку, если трансмиссия находится в корме. Достаточно сравнить, например, компоновку передней части корпуса танков Т-54 и «Пантера». В то время как у советского танка впереди находится механик-водитель и расположены органы управления, аккумуляторные батареи и хорошо заполняющие объем передние топливные баки с боеукладкой, в немецком танке значительный объем не использован. Часть объема используется для лучшего обдува трансмиссии, возможности ее демонтажа, а также для размещения карданных валов, соединяющих трансмиссию с двигателем и бортовыми передачами.

При расположении трансмиссии в корме возможно совмещение силового отделения и трансмиссионного, чем достигается большая плотность их компоновки и, как следствие этого, уменьшение их длины. {41} Хорошим примером в этом отношении является советский танк Т-54. В этом танке поперечное расположение двигателя позволило значительно уменьшить длину силового и трансмиссионного отделений по сравнению с танком Т-34. Легче достигается и эффективное охлаждение агрегатов трансмиссии. Обычно агрегаты обдуваются потоком воздуха, который охлаждает радиаторы системы охлаждения двигателя. Однако при введении эжекционного охлаждения требуются масляные радиаторы для трансмиссии.

Проще обеспечить необходимое удобство демонтажа и монтажа агрегатов трансмиссии для условий полевого ремонта, если они находятся в корме. Корма корпуса является значительно менее ответственной частью, чем лоб или борта. Поэтому применение для кормы откидывающихся или съемных броневых деталей, люков для доступа к агрегатам не вызывает затруднений.

Расположение ведущего колеса в корме танка уменьшает вероятность его поражения. Поражение же направляющего колеса является значительно менее опасным повреждением.

Но кормовое расположение трансмиссии не свободно и от недостатков. Если двигатель располагается продольно, то башня смещается в переднюю часть корпуса. Из-за этого затруднено расположение люка-лаза механика-водителя на крыше отделения управления, особенно если у башни диаметр погона «в свету» превышает 1600 мм. Поэтому, например, наш танк Т-34 имел люк-лаз механика-водителя на верхней лобовой детали корпуса. Такое решение было приемлемо при бронировании, защищающем главным образом от малокалиберных артиллерийских снарядов. Но оно неприемлемо при бронировании, защищающем от снарядов средних калибров, так как крышка люка-лаза может проламываться внутрь танка. Поэтому у тяжелого танка ИС-2 механик-водитель не имел самостоятельного люка-лаза и попадал в отделение управления через люки башни. Это влекло за собой ряд очевидных неудобств. Чтобы их устранить, носу тяжелого танка ИС-3 была придана специальная заостренная форма, при которой оказалось возможным обеспечить размещение люка-лаза на крыше отделения управления.

В иностранных танках эта проблема решалась различным образом. У современного западногерманского танка «Леопард» длина корпуса сравнительно большая (6,8 м), а V-образный 10-цилиндровый двигатель относительно короток. Поэтому люк размещен на крыше корпуса.

В английских танках последнего периода войны «Кромвель» и «Комета» люки были размещены на крышах отделений управления из-за применения погонов башен сравнительно небольшого диаметра, расположения валов в механизмах передач и поворотов в вертикальной плоскости (что значительно уменьшило длину трансмиссии) и отказа от применения {42} эффективных углов наклона для наиболее ответственных лобовых деталей корпуса.

В дальнейшем в танках «Центурион», «Конкэрор» и «Чифтен» англичане использовали большие углы наклона лобовых деталей за счет увеличения длины корпусов, не стремясь при этом уплотнять компоновку. Вследствие этого английские послевоенные танки отличаются слабой броневой защитой. Даже у 66-т танка «Конкэрор» толщина бортовой брони корпуса, как сообщалось в печати, не превышает 51 мм, верхней лобовой брони — 120 мм и нижней лобовой брони — 77 мм при угле наклона 60°. Правда, толщина башни меняется в пределах 280 — 90 мм.

Если у танка с кормовым расположением трансмиссии применить поперечное расположение V-образного или однорядного двигателя, то длина отделения силовой установки будет уменьшена, что позволит сместить башню в сторону кормы (рис. 23) и разместить люк-лаз водителя на крыше отделения управления.

Однако при кормовом расположении трансмиссии значительно усложняются приводы управления. Если приводы управления механические, то тяги к главному фрикциону, коробке передач и механизму поворота проходят почти по всей длине корпуса; при этом усложняются монтаж узлов и эксплуатационные регулировки приводов.

Перечисленных недостатков нет в компоновке с носовым расположением трансмиссии с одновременным размещением силовой установки в корме (рис. 24). В этом случае совмещается отделение управления с трансмиссионным, что позволяет увеличить длину боевого отделения; упрощаются приводы управления; возможны регулировочные и мелкие ремонтные работы с агрегатами трансмиссии без выхода экипажа из танка. {43}

Однако эти преимущества ни в коей мере не компенсируют принципиальных недостатков подобной компоновки, связанных с увеличением высоты машины из-за карданного вала, ухудшением условий работы экипажа, усложнением монтажа и демонтажа механизмов трансмиссии, увеличением уязвимости ведущего колеса. Кроме того, при носовом расположении бортовых передач трудно обеспечить большие углы наклона лобовых броневых деталей корпуса.

Все перечисленные недостатки привели к тому, что носовое расположение трансмиссии с одновременным расположением двигателя в корме применяется все реже и реже.

В послевоенный период в некоторых боевых машинах применялось носовое расположение трансмиссии и двигателя с размещением боевого отделения в корме машины (рис. 25). Такая компоновка самоходных артиллерийских установок США М108 и М109, французского легкого танка АМХ-13 и шведского танка «S» объясняется необходимостью смещения боевого отделения в кормовую часть корпуса в связи с применением длинноствольных пушек (чтобы уменьшить опасность утыкания пушки в грунт). Кроме того, при такой компоновке можно быстро загрузить сравнительно большой боекомплект (самоходные орудия) и удобнее снарядить автоматизированные боеукладки (шведский танк «S»). Однако при этом трудно обеспечить защиту крыши силового отделения, обзорность и удобство размещения механика-водителя, а также разместить воздухопритоки, воздухоотводы и выпускную систему двигателя.

Некоторые самоходные орудия, имеющие такую компоновку, являются фактически машинами, выполненными на базе танков с кормовым расположением трансмиссии, у которых при перекомпоновке под самоходное орудие корма стала передней частью. В этом случае механика-водителя помещают в боевое отделение и его сиденье располагается сравнительно высоко.

Если же боевая машина проектируется заново, то механик-водитель располагается, как в обычном танке с носовым расположением трансмиссии, но при этом надо ему обеспечить нормальные условия работы, так как температура в отсеке механика-водителя будет довольно высокой.

Так как отработавшие газы не должны проникать в боевое отделение, то выпускная система значительно усложняется. Глушитель стремятся поместить в кормовой части машины, что приводит к довольно сложной системе выпускного устройства.

Усложняется и защита крыши силового отделения: ее приходится проектировать с учетом возможных рикошетов снарядов, попавших в переднюю часть башни, воздействия взрыва фугасного снаряда и т. д. {44}

Как показывает опыт последних лет, компоновка с передним расположением силового и трансмиссионного отделений применяется для нового класса боевых машин — боевых машин пехоты. При этом кормовую часть отводят для размещения десанта. Такую компоновку имеет, например, боевая машина пехоты, создаваемая в США.

Таким образом, в современных условиях в танках всех типов силовое и трансмиссионное отделения располагают преимущественно в кормовой части, а в самоходных орудиях и боевых машинах пехоты — чаще всего в передней части корпуса.

Рассмотрим теперь, какие новые идеи в компоновке танков были предложены и претворены в жизнь в послевоенные годы.

В различное время в печати сообщалось о танках с размещением вооружения в качающейся башне (французские танки АМХ-13 и АМХ-50), о размещении механика-водителя в положении полулежа, о безбашенном танке «S», о сочлененных танках и некоторых других.

В основе всех выдвинутых новых компоновочных решений обычно заложено стремление улучшить защиту, оснастить танк системой автоматизированного заряжания или решить обе проблемы одновременно.

Как известно, на высоту танка влияют следующие три фактора: высота башни, высота корпуса и величина клиренса. Для улучшения защиты танка желательно делать его более низким, так как в этом случае он становится меньшей целью, а в пределах заданного веса его броня может быть сделана более толстой.

Так как желательный клиренс бывает задан, а высоту башни (при принятом вооружении и заданном угле снижения) изменить нельзя, то, естественно, мысль изобретателей обратилась к корпусу. Высота его зависит обычно от высоты двигателя и посадки механика-водителя. Высоту двигателя можно уменьшить, применив горизонтальное расположение цилиндров. А можно ли уменьшить высоту отделения управления? Ведь меньше одного метра высоты для механика-водителя, размещенного в положении сидя, отвести нельзя.

Для уменьшения высоты отделения управления, а следовательно, и танка было предложено разместить механика-водителя внутри вращающейся башни (рис. 26) на специальном посту управления, который при повороте башни совершал бы поворот в противоположную сторону на тот же угол так, чтобы смотровые приборы механика-водителя были направлены всегда по пути движения.

Компоновка с размещением механика-водителя во вращающейся башне применена в опытном танке МВТ-70 (США, ФРГ).

В английском танке «Чифтен» для уменьшения высоты отделения управления механик-водитель размещен в боевом положении полулежа. При этом наблюдать за дорогой ему приходится через специальные перископы, а управлять трансмиссией — с помощью электрогидравлических сервоприводов. В печати сообщалось, что благодаря такому компоновочному решению высота танка уменьшилась до 2,4 м. Такая высота может быть получена и при обычных классических компоновках. {45}

Размещение механика-водителя в танке «Чифтен» в положении полулежа позволяет увеличить угол наклона верхней лобовой детали корпуса.

Введение автоматизированного заряжания в танковую установку вооружения является делом весьма сложным, если сохранить принятые конструкции башен и размещение боеприпасов.

У современных танков боекомплект располагается рассредоточенно в нескольких местах, вследствие чего крайне сложно автоматизировать заряжание. Вес башен с пушками превышает 20% боевого веса танка, диаметры погонов башен «в свету» оказывают определяющее влияние на размеры верхней части корпуса, а следовательно, и на вес танка. Если для автоматизированного заряжания в башне обычной конструкции увеличить ее размеры, то соответственно увеличились бы размеры броневого корпуса.

Можно ли осуществить такую компоновку танка, при которой введение автоматизированного заряжания не только не увеличивало бы размеры башни и корпуса, но, напротив, уменьшало бы их, создавая предпосылки к уменьшению веса танка? Именно такие возможности открываются с применением качающейся башни. В такой башне пушку можно сместить вперед, вынести ее из башни. Благодаря этому освободится объем боевого отделения и могут быть уменьшены его размеры. Создаются условия для сосредоточения боекомплекта в боевом отделении, что было невозможно при башнях с обычной компоновкой. Связав автоматизированную боеукладку с качающейся частью башни, можно сравнительно простыми конструктивными решениями обеспечить «жесткую» траекторию артиллерийскому выстрелу при его перемещении из боеукладки к зарядной каморе пушки.

Таким образом, создаются два важнейших условия конструктивно простого решения автоматизированного заряжания танковой пушки: сосредоточенное расположение боекомплекта и возможность осуществления «жесткой» траектории артиллерийскому выстрелу во время процесса заряжания.

После появления танков АМХ-13 в зарубежной печати отмечалось, что одним из серьезных недостатков качающейся башни является ослабление защиты вследствие применения составной броневой конструкции. Но этот недостаток, как считают иностранные специалисты, не является существенным для танков и других боевых машин с противопульным бронированием. Поэтому-то качающиеся башни широко применяются на французских легких танках АМХ-13 различных модификаций и бронеавтомобилях.

Конструкторы шведского безбашенного танка «S» стремились повысить его живучесть в боевых условиях как за счет уменьшения высоты, так и путем введения более мощной броневой защиты, чем имеют новейшие танки стран НАТО. Автоматизированное заряжание, обеспечивая всему экипажу возможность выполнения своих обязанностей в положении сидя, явилось важнейшей предпосылкой для уменьшения высоты танка «S». В составе экипажа нет заряжающего, что позволило существенно сократить бронируемый объем. Расположение боевого отделения в корме танка уменьшило его длину, хотя шведская 105-мм пушка на 11 калибров длиннее английской. Наведение в вертикальной плоскости с помощью гидропневматической подвески позволило выполнить верхнюю лобовую деталь корпуса без вырезов для развитой маски пушки и прицела, упростило систему герметизации. Обращают внимание большой угол наклона верхней лобовой детали и специальная защита ведущих колес. В зарубежной печати сообщалось, что безбашенная компоновка {46} позволила существенно усилить броневую защиту по сравнению с танками стран НАТО. Конечно, только опыт эксплуатации может показать, насколько ощутимы будут принципиальные недостатки такой компоновки: невозможность эффективной стрельбы с ходу и сомнительная точность наведения орудия в цель при поворотах танка на скользких грунтах.

В поисках новых конструкций боевых машин было выдвинуто предложение о создании танка, который состоял бы из двух боевых машин: одной, приводимой в движение электродвигателями, которая практически была бы самодвижущимся боевым отделением, хорошо забронированным и оснащенным главным вооружением, и второй, являющейся самоходным силовым отделением, двигатель которой приводит в действие генераторы, питающие током электродвигатели первой машины. Вторая машина могла бы иметь более слабое бронирование, поскольку первая — боевая часть — способна вести бой самостоятельно, уходя от силовой части благодаря электропроводам соответствующей длины. Один из таких проектов получил в США первую премию на конкурсе в 1962 г.

В целом из новых идей о компоновке танков, которые появились в послевоенные годы, практически реализованы качающиеся башни во французской бронетанковой технике и безбашенная компоновка шведских танков.

Подавляющее большинство танков имеет компоновочные решения, выполненные по классической схеме с кормовым расположением силового и трансмиссионного отделений.

Оглавление | Продолжение

Введение

Первые танки

Довоенные танки

Вторая мировая

1945...2009

© 1999-2022, V.Chobitok