Развитие танкового вооружения

полковник В. Литвиненко, подполковник А. Мирошников

(Техника и вооружение. — 1989. — № 3. — С. 4-6)

Материал предоставлен: Сергей Зыков

По сообщениям зарубежной печати, развитие танкового вооружения идет в настоящее время по таким основным направлениям, как совершенствование существующих и разработка новых танковых пушек, повышение эффективности боеприпасов, создание эффективных быстродействующих систем управления огнем.

РАЗРАБОТКА ПУШЕК

Совершенствование танковых боеприпасов и систем управления огнем за рубежом рассматривают лишь как вспомогательные пути повышения огневой мощи танков. Радикальные же решения ищут в области разработки танковых пушек. Исследования ведутся в трех основных направлениях: совершенствование традиционных танковых пушек путем увеличения их калибра, разработка пушек с жидкими метательными веществами (ЖМВ) и создание электромагнитных пушек.

Первое из них, по взглядам зарубежных специалистов, на сегодняшний день считается малоперспективным. Объясняется это тем, что с ростом калибра растут и трудности, связанные с размещением и обслуживанием танковых пушек и их. боеприпасов. Зарубежные конструкторы считают, что повышать калибр танковых пушек более 120—130 мм вряд ли целесообразно, поскольку это повлечет за собой изменение всей компоновочной схемы танка, увеличение его массы и габаритов, потребует разработки сложного высокоэффективного автомата заряжания и, кроме того, значительно сократит боекомплект орудия.

Больший эффект рассчитывают получить за счет размещения на танках и самоходных установках пушек с жидким метательным веществом (ЖМВ). На сегодняшний день в экспериментальных образцах танковых пушек используются два вида ЖМВ: однокомпонентные (одно или несколько содержащихся вместе взрывчатых веществ) и двухкомпонентные (топливо и окислитель, хранящиеся раздельно и соединяющиеся только в каморе ствола). Эти ЖМВ могут подаваться в камору за снарядом двумя способами: объемным (компактным) или регенеративным (инжекторным). В объемной системе впрыска ЖМВ весь заряд топлива подается в камору ствола одновременно, а в регенеративной — порциями в течение всего времени выстрела. В опытных образцах пушек с ЖМВ за рубежом используется регенеративный способ впрыска топлива, поскольку он позволяет управлять процессом горения ЖМВ, а следовательно, получать необходимую начальную скорость снаряда.

Принципиальная схема электромагнитной пушки

Помимо того, что пушки с ЖМВ по сравнению с традиционными обеспечивают снаряду существенно большую начальную скорость, а значит и бронепробиваемость, их стволы обладают повышенной живучестью благодаря меньшим температурам процесса. Отмечают также, что раздельное хранение топлива и окислителя, установка бака с ЖМВ в хорошо защищенном месте снижают уязвимость танка. По мнению зарубежных специалистов, применение пушек с ЖМВ позволит увеличить боекомплект и упростить конструкцию системы автоматического заряжания за счет исключения из боекомплекта традиционных зарядов. Кроме того, изменяя дозировку жидких метательных веществ, можно обеспечить наиболее рациональные траектории полета снаряда для поражения различных целей на различных дальностях и тем самым упростить систему управления огнем.

Вместе с тем в процессе создания пушек с ЖМВ зарубежные специалисты сталкиваются, как сообщают, с серьезными трудностями. Прежде всего это относится к обеспечению стабильности процесса горения ЖМВ, от чего зависит начальная скорость снаряда. Не решены также полностью проблемы подачи топлива в камору ствола. Современные конструктивные варианты системы впрыска ЖМВ пока еще сложны, громоздки и недостаточно надежны. Требует разрешения и проблема герметизации всех систем, чтобы исключить просачивание ЖМВ.

Зарубежные конструкторы ищут пути для преодоления перечисленных трудностей. По предварительным оценкам специалистов, появление серийных танковых пушек с ЖМВ можно ожидать уже во второй половине 90-х годов. Однако в перспективе возможности пушек с ЖМВ по увеличению начальной скорости бронебойных снарядов, видимо, будут недостаточны. Поэтому параллельно с работами над пушками с ЖМВ ведутся исследования, в результате которых ожидается появление принципиально нового типа танкового вооружения — электромагнитной пушки (рельсовая или индукционная).

Рельсовая пушка с ускорителем постоянного тока представляет собой два параллельных изолированных один от другого рельса, между которыми при заряжании помещается снаряд с нанесенной на его наружную поверхность металлической фольгой. В момент выстрела к рельсам прикладывается постоянное напряжение от специального источника электроэнергии. По фольге снаряда протекает ток большой силы (несколько мегаампер). Под действием тока фольга испаряется, образуя так называемую плазменную дугу. Взаимодействие мощных магнитных полей рельсов и плазменной дуги приводит к перемещению снаряда вдоль этих рельсов с большой скоростью, достигающей нескольких тысяч метров в секунду, что и обеспечивает значительно более высокую, чем у традиционных пушек и пушек с ЖМВ, бронепробиваемость.

В качестве источника электроэнергии в опытных образцах рельсовых электромагнитных пушек используются специальные емкостные накопители (конденсаторы), униполярные генераторы постоянного тока, генераторы с продольным полем с индуктивным накопителем энергии и так называемые компульсаторы — импульсные генераторы постоянного тока.

Недостатком рельсовых электромагнитных пушек считают низкую живучесть ствола из-за высоких температурных напряжений, возникающих при огромной разности потенциалов, прикладываемых к рельсам.

Полагают, что снизить ее, а следовательно, поднять живучесть ствола можно, если снаряд будет ускоряться электромагнитным полем не из состояния покоя, а после предварительного разгона. Как сообщают, сейчас испытываются главным образом комбинированные пушки, представляющие собой сочетание рельсовой электромагнитной пушки и пушки с ЖМВ.

Зарубежные военные специалисты отмечают, что многократное преобразование энергии во всех вариантах рельсовых электромагнитных пушек приводит к снижению их кпд, который в настоящее время не превышает 7—11%. Более эффективно, по их мнению, энергия используется в электромагнитных пушках индукционного типа. В них вокруг ствола устанавливается ряд неподвижных электромагнитных катушек.

В некоторых конструкциях ствол представляет собой набор катушек тороидальной формы. На наружной поверхности снаряда размещаются две обмотки, магнитные поля которых при выстреле взаимодействуют с магнитными полями катушек, в результате чего снаряд перемещается в стволе. Поскольку катушки включаются последовательно, то возникающая при этом магнитная волна обеспечивает разгон снаряда до высоких скоростей. Потери энергии в индукционных электромагнитных пушках значительно меньше, чем в рельсовых. По оценкам специалистов, их кпд может быть более 50%.

Наряду с высокой скоростью снарядов у электромагнитных пушек отмечают и другие достоинства. Так, они не имеют отката, полностью исключена загазованность боевого отделения танка, в боекомплекте нет взрывчатых веществ, существенно упрощена система управления огнем танка, увеличен боекомплект.

По утверждению зарубежных специалистов, конструкции существующих образцов электромагнитных пушек пока еще далеки от совершенства. В частности, не решены проблемы создания мощных компактных источников электроэнергии и быстродействующих надежных коммутирующих устройств, их масса и габариты значительно больше, чем у традиционных пушек и пушек с ЖМВ. Не исследованы вопросы защиты экипажа от воздействия мощного электромагнитного поля при выстреле. Наконец, большие трудности возникают в обеспечении живучести ствола, особенно рельсовых электромагнитных пушек. Тем не менее их разработка и испытания идут высокими темпами. По прогнозам военных специалистов, ожидается, что серийные образцы танковых электромагнитных пушек появятся уже в начале 90-х годов.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ БОЕПРИПАСОВ

Среди зарубежных специалистов существует ряд мнений насчет целесообразности создания различных по назначению типов боеприпасов к танковым пушкам — так, предполагают использовать от двух до семи типов. Однако предпочтение все-таки отдается бронебойным снарядам ударного и фугасного действия, причем в равной степени.

Среди бронебойных снарядов ударного действия наибольшее распространение получили подкалиберные. Бронепробиваемость их существенно выше, чем калиберных снарядов, обладающих такими же массой и скоростью. По мнению зарубежных специалистов, дальнейшее повышение бро-непробиваемости этих снарядов может быть достигнуто за счет увеличения отношения длины бронебойного сердечника к его диаметру (удлинение). Однако, если это отношение будет больше 6, то при стабилизации снаряда в полете вращением возрастает вероятность кувыркания снаряда. Стремление зарубежных специалистов увеличить удлинение привело к созданию оперенного подкалиберного снаряда, у которого это удлинение теоретически может быть бесконечным, однако наиболее целесообразным считают, чтобы оно не превышало 12. Такое ограничение обусловливают прочностью бронебойного сердечника, который не должен разрушаться при соударении с броней при скорости около 1000 м/с.

С целью дальнейшего повышения бронепробиваемости подкалиберных снарядов зарубежные специалисты ведут поиск новых материалов для изготовления бронебойных сердечников. В настоящее время вместо вольфрама используется сплав обедненного урана с титаном, обладающий еще большей плотностью, а кроме того, способностью воспламеняться при пробивании брони (пирофорное свойство). Горящие осколки, проникая в боевое отделение, наносят серьезные повреждения экипажу и оборудованию танка.

Зарубежные специалисты полагают, что применение оперенных снарядов в гладкоствольных пушках особых затруднений не вызывает, в отличие от нарезных орудий, где необходимо исключить или хотя бы сократить до минимума вращение снаряда в полете. Считают, что достичь этого можно за счет использования на поддоне плавающего ведущего пояска. В таком пояске внутреннее кольцо, скрепленное с поддоном, способно скользить относительно наружного и в то же время обеспечивать достаточную обтюрацию пороховых газов.

К бронебойным снарядам фугасного действия зарубежные специалисты относят кумулятивные и бронебойно-фугасные. По их мнению, эффективность кумулятивных боеприпасов можно повысить путем совершенствования формы кумулятивной воронки, а также за счет увеличения плотности и вязкости ее материала. Так, для облицовки воронки в настоящее время чаще всего используется медь, но, как полагают, перспективны в этом отношении и такие материалы, как хром, тантал, обедненный уран. Специально для преодоления динамической защиты танков разработаны снаряды с двумя кумулятивными воронками, одна из которых вызывает срабатывание элементов динамической защиты, а другая — воздействует на основную броню.

По расчетам специалистов, бронепробиваемость кумулятивного снаряда существенно снижается в результате его вращения в полете. Поэтому в настоящее время за рубежом в конструкции снарядов используют оперение, два взаимно вращающихся корпуса или плавающие ведущие пояски.

К особенностям бронебойно-фугасного снаряда зарубежные эксперты относят наличие тонкостенного корпуса, снаряженного пластичным взрывчатым веществом, и донного взрывателя замедленного действия. При встрече с броней головная часть такого снаряда сплющивается, взрывчатое вещество превращается как бы в «лепешку», которая прилипает к броне. При подрыве такой «лепешки» на внутренней поверхности брони образуется множество осколков, поражающих экипаж и оборудование танка. Однако, как отмечают, кумулятивный и бронебойно-фугасный снаряды недостаточно эффективны при действии по многослойной броне.

В ряде зарубежных стран для борьбы с небронированными целями и живой силой в боекомплекте танков имеются снаряды с готовыми убойными элементами и дистанционными взрывателями, эффективность которых в несколько раз выше обычных осколочно-фугасных.

В последние годы за рубежом большое внимание уделяется повышению возможностей танков в борьбе с вертолетами. Создано несколько типов танковых боеприпасов для этой цели. Наиболее перспективными из них являются управляемые.

Испытаны уже два типа таких боеприпасов: с самонаведением на конечном участке траектории и с наведением по лазерному лучу. Танковый снаряд первого типа, разработанный в ФРГ, имеет дальность эффективной стрельбы до 5000 м. После выстрела вначале происходит неуправляемый полет снаряда, а за 1000 м до цели раскрываются рули управления, которые по командам тепловой головки самонаведения корректируют траекторию его полета.

Для управления снарядом по лазерному лучу на танке устанавливается источник модулированного лазерного излучения, а на снаряде — приемник, преобразователь и аппаратура управления. После выстрела траектория полета снаряда совпадает с осью лазерного луча, направленного на цель. При отклонении снаряда от оси луча в его приемнике формируется электрический сигнал рассогласования. Этот сигнал через преобразователь подается на датчики аппаратуры управления, которая, воздействуя на рули управления снаряда, возвращает его в первоначальное положение.

РАЗВИТИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ОГНЕМ

Большое внимание уделяют за рубежом совершенствованию системы управления огнем (СУО), автоматизации процессов, связанных с поиском, опознаванием и слежением за целью.

В процессе совершенствования приборов прицеливания и наблюдения зарубежные специалисты стремятся сократить общее их количество в танке за счет функционального объединения приборов. При этом в их конструкциях используются новейшие достижения науки и техники.

В настоящее время на большинстве основных танков НАТО устанавливаются перископические прицелы наводчика орудия с независимой стабилизацией поля зрения по вертикали, с встроенным дальномером, в основном лазерным, и двумя монокулярными каналами видения — дневным и ночным. Некоторые дальномеры имеют, как сообщалось в печати, диапазон измерения дальности 200—7990 м с погрешностью до 10 м. Для обеспечения работы ночного канала видения используются низкоуровневые телевизионные или тепловизионные приборы, позволяющие опознавать и классифицировать цель на удалении до 2000 м.

Командирские прицелы — приборы наблюдения, как правило, панорамные с широким (до 21°) углом поля зрения и 20-кратным увеличением. В ряде случаев они через оптическую приставку блокируются с прицелом — дальномером наводчика, что позволяет командиру танка осуществить целеуказание и взять на себя управление огнем из танкового оружия.

С целью сократить затраты времени на подготовку данных для стрельбы из пушки зарубежные специалисты вводят в состав СУО танковые баллистические вычислители (ТБВ). Они дают возможность автоматизировать процесс расчета поправок наведения оружия в зависимости от различных внешних факторов, влияющих на точность стрельбы. В ряде случаев информация о поправках выдается в виде цифровых данных, на основании которых наводчик проводит корректировку орудия. Прорабатывается и другой вариант, когда команда на введение поправок от ТБВ через преобразующие устройства поступает в виде электрического сигнала на исполнительные механизмы привода наведения, которые автоматически изменяют положение башни и пушки.

Большое значение придают разработке танковой навигационной аппаратуры с использованием новых мини-ЭВМ. Считают, что это позволит значительно сократить время обработки и анализа данных о маршруте движения, тактической обстановке и местности и выводить их на дисплей командира танка.

Для обеспечения возможности ведения огня с ходу основные зарубежные танки оборудуются, как правило, двухплоскостными стабилизаторами танкового вооружения и электрогидравлическими приводами наведения большой мощности. При этом конструкторы стремятся обеспечить высокую точность стабилизации и широкий диапазон скоростей наведения при минимальной инерционности.

Зарубежные специалисты считают, что автоматизация процесса заряжания танковых пушек позволит значительно сократить время на подготовку первого и последующих выстрелов и реализовать наиболее рациональные компоновочные схемы танков. В настоящее время специалисты ведут поиск наиболее оптимальных, по их решению, вариантов конструкции и компоновки автоматов заряжания.

Отмечалось, что в ходе работ по их созданию зарубежные конструкторы предъявляют к ним следующие требования: весь боекомплект основного вооружения должен располагаться в механизированной боеукладке и быть надежно защищенным от поражения; высокое быстродействие и надежность работы; система управления должна быть простой и дублированной. Одной из основных трудностей при этом, по мнению зарубежных специалистов, является создание механизированной боеукладки с приемлемыми габаритами без сокращения боекомплекта.

По сообщениям иностранной печати, зарубежные специалисты пока не отдали предпочтения ни одной из известных на сегодняшний день компоновочных схем автомата заряжания.

Касаясь вопросов разработки танков с вынесенным вооружением, зарубежные специалисты отмечают, что для них требуется исследовать различные типы СУО, обеспечивающие беспрепятственное наблюдение и прицеливание командиру танка и наводчику, находящимся в корпусе, при перемещении пушки как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.

Дальнейшее развитие систем управления огнем, по мнению зарубежных специалистов, будет направлено на существенное сокращение времени, затрачиваемого на обнаружение и поражение дели. Достичь этого планируют за счет оснащения современных танков совершенными приборами прицеливания и наблюдения, электронными аналого-цифровыми ТБВ, мощными стабилизаторами и приводами наведения, а также надежными быстродействующими автоматами заряжания.