Анализ танка

Джозеф Уильямс

Armor. March-April.1974

Будь то танк или другое военное оборудование, требования к огневой мощи, подвижности и защищённости остаются ключевыми элементами боевой машины. Эти характеристики будут оставаться основополагающими, пока существует потребность в наземных боевых действиях.

Эмоциональные утверждения о том, что танки устарели, не учитывают их исключительную гибкость и потенциал для модернизации. Технологии танкостроения использованы лишь поверхностно. Сочетание огневой мощи, подвижности и защищённости, которое мы называем танком, может быть настроено и оптимизировано для эффективного применения в любых условиях. Ни одна другая наземная боевая машина не способна выдерживать многократные удары и справляться с широким спектром угроз — от примитивного вооружения до самых современных средств поражения. По своей природе танк допускает значительные конструктивные изменения.

Огневая мощь, подвижность и защищённость могут варьироваться в любых пропорциях в пределах заданной массы танка. Можно сделать акцент на одной из этих характеристик, соответственно уменьшив вклад других.

Например, если в определённую эпоху приоритет отдаётся выживаемости, возможно создать боевую машину (не обязательно в классической компоновке танка), которая обеспечит высокий уровень защиты от любых видов атак, включая активное и пассивное ядерное излучение, химическое и бактериологическое оружие, кинетические снаряды, противотанковые мины и кумулятивные боеприпасы.

С другой стороны, если акцент делается на подвижности, танк также обладает значительным потенциалом в этой области. Регулируемая подвеска с изменяемой высотой, увеличенный ход опорных катков и высокоэффективные силовые установки придадут танку новое измерение устойчивости, манёвренности и управляемости.

Используя потенциал гусеничного движителя и перспективные источники энергии, танк может значительно превзойти текущие показатели ускорения и достичь постоянного ускорения порядка 0,8g или более на всём диапазоне скоростей.

Танки, как и другие представители семейства бронированной механизированной техники, являются относительно недавним изобретением. Лишь в начале 1940-х годов кавалерия, эффективная более 2000 лет, уступила место механизированной бронетехнике. Однако после Второй мировой войны разнообразие бронированных машин прямого огня сократилось, в то время как противотанковые угрозы значительно возросли, ставя под вопрос само существование танков.

Средний танк M3

Современная бронетехника начала формироваться во время Второй мировой войны. В этот период США разработали и приняли на вооружение первую значимую серию бронированных гусеничных машин прямого огня: лёгкие танки M3 и M5 массой 14 тонн с 37-мм пушкой; средний танк M3 массой 30 тонн с 75-мм пушкой; серию танков M4 массой 35 тонн с 75-мм и 76-мм орудиями; лёгкий танк M24 массой 20 тонн с 75-мм пушкой; самоходную установку M10 массой 33 тонны с 76-мм пушкой; самоходную установку M18 массой 19 тонн с 76-мм пушкой; и самоходную установку M36 массой 34 тонны с 90-мм пушкой.

В завершающей фазе войны разрабатывались тяжёлые танки массой от 46 до 65 тонн с орудиями калибра 90, 105, 120 и 155 мм, но только танк M26 массой 46 тонн с 90-мм пушкой был выпущен в ограниченном количестве и участвовал в боевых действиях

После войны США приступили к разработке танка T42 массой 36 тонн с 90-мм пушкой. Этот танк был создан по образцу нового лёгкого танка M41 массой 25 тонн и обладал рядом передовых характеристик: концентрической системой отката орудия, башенным погоном диаметром 73 дюйма, двигателем воздушного охлаждения мощностью 500 л.с. с трансмиссией крестового типа, малогабаритным бронещитом и экипажем из четырёх человек. Несмотря на преимущества, T42 не был принят на вооружение из-за недостаточной ходовой производительности.

Однако его башня, установленная на шасси M46 (усовершенствованный вариант M26 с двигателем воздушного охлаждения мощностью 810 л.с. и трансмиссией крестового типа), дала начало танку M47.Параллельно с программой T42 разрабатывался тяжёлый танк T43 (позже M103) массой 55 тонн (62 тонны в серийном производстве) с 120-мм пушкой. Этот танк использовал тот же двигатель, трансмиссию и подвеску, что и M46, но отличался эллиптической формой корпуса с центральным расположением механика-водителя, башенным погоном диаметром 85 дюймов, оптическим дальномером с базой 2 метра, малогабаритным амортизированным бронещитом и гусеницами шириной 28 дюймов.

Накануне Корейской войны была начата программа по созданию танка массой 45 тонн с 90-мм пушкой, включающего лучшие черты T43: двигатель воздушного охлаждения, трансмиссию крестового типа, гусеницы и подвеску, эллиптический корпус, башенный погон 85 дюймов, оптический дальномер и механический баллистический вычислитель. Так появился танк M48 в 1950-х годах.

В середине 1950-х началась разработка танка T95 массой 41 тонна с 90-мм гладкоствольной пушкой высокого давления. Этот танк представлял собой совершенно новую концепцию, актуальную даже по современным стандартам; сохранился лишь башенный погон диаметром 85 дюймов. T95 отличался плоской гусеничной подвеской (без поддерживающих катков), низким силуэтом и компактностью. Башня обеспечивала улучшенную баллистическую защиту, более мощное орудие (в одном варианте без отката, в другом — с откатом) и электронный дальномер OPTAR.

Из-за требований к дизельному двигателю и неудовлетворительных характеристик гладкоствольной пушки и дальномера OPTAR танк T95 был вытеснен усовершенствованным танком M48, который стал известен как M60. Первоначальный M60 оснащался дизельным двигателем воздушного охлаждения, 105-мм пушкой британской конструкции высокого давления и базовыми компонентами корпуса и башни M48. В начале 1960-х танк был вновь усовершенствован, в том числе получил башню с высокой наклонной лобовой бронёй в форме буквы «V», став M60A1.

Лёгкий танк M24

Средний танк M48

Разработка бронированной разведывательной машины M551 для воздушно-десантных операций началась в 1958 году для удовлетворения требований к десантируемой амфибийной машине. M551 заменил стандартный неамфибийный лёгкий танк M41 и небронированную 8-тонную машину M56 с 90-мм пушкой. Также была прекращена разработка экспериментального неамфибийного лёгкого танка T92 массой 18 тонн с 76-мм пушкой. M551 массой 17 тонн отличается мощной 152-мм пушкой/ракетной установкой, отличной баллистической защитой и способностью к десантированию и амфибийным операциям.

Стремление армии к более эффективному танковому дизайну привело к созданию M60A2 с компактной башней на шасси M60A1. Эта конструкция обеспечивает малую площадь поражения, характерную для внешних орудий, с дополнительными преимуществами защиты оружия, обзора над орудием и защищённой ручной зарядки. Танк массой 57,5 тонн оснащён гибридной системой вооружения (пушка/ракета), непревзойдённой лобовой защитой и полной системой управления огнём для дневных и ночных операций для наводчика и командира.

В 1963 году по соглашению с ФРГ началась разработка 50-тонного основного боевого танка (ОБТ) США/ФРГ.

Первоначально программа предполагала проведение исследовательских работ по компонентам, с последующей их интеграцией в новый ОБТ. Однако из-за срочности программы было решено проводить исследования параллельно с производственным графиком. Этот танк, модель MBT70/XM803, был закрыт в декабре 1971 года из-за чрезмерной стоимости и сложности.

Уроки программы MBT70/XM803:

• Бронированный корпус должен обеспечивать высокий объём при минимальной массе брони, так как броня составляет около 50% массы танка.
• Компоновка с механиком-водителем в башне повышает защиту экипажа и снижает силуэт, но увеличивает сложность и загруженность отсека.
• Привлекательность управляемого оружия и высокая эффективность кумулятивных боеголовок в 1950-х годах сделали 152-мм гибридное вооружение (лёгкая система, стреляющая управляемыми ракетами и универсальными снарядами HE/HEAT) привлекательным для M551, а позже для M60A2 и MBT70/XM803. Однако расширение возможностей (например, использование бронебойных оперённых подкалиберных снарядов) увеличило сложность и стоимость.
• Недостаточное внимание уделяется росту массы танка. Средний прирост массы гусеничных боевых машин от концепции до производства составляет 19,7%, для танков — 12,5%. Для иностранных танков, кроме советских, прирост массы сопоставим.
• Начальная фаза концепции — наиболее критическая и обманчивая.
• Производственно-ориентированные программы редко приводят к смелым решениям в танкостроении. Жёсткие сроки либо прерывают хорошие идеи, либо препятствуют их появлению.
• Вероятность успеха разработки танка в рамках времени и бюджета зависит от количества непроверенных компонентов и их индивидуальной вероятности успеха. Если 50 основных компонентов имеют вероятность успеха 95%, общая вероятность успеха танка составляет всего 7,7%.
• Склонность к созданию техники, соответствующей «роскошному» стилю жизни, должна быть ограничена. Технологические возможности следует применять только там, где простые решения недостаточны.

MBT70/XM803

Современная мировая философия танкостроения

Обзор литературы показывает, что большинство ОБТ весят от 37 до 43 тонн. Исключения — американская серия M60 (53–57,5 тонн) и британский Chieftain (57 тонн). Советские танки достигают снижения массы не за счёт уменьшения брони, а за счёт консервативного подхода к количеству и долговечности оборудования.

Компромиссы включают уменьшенный угол склонения орудия, ограниченный запас топлива и боеприпасов, а также упрощённые системы управления огнём и ходовой части для достижения компактности, низкой массы и стоимости. ФРГ и Франция снижают массу за счёт компактности и меньшего акцента на броню, Швеция — за счёт безбашенной компоновки.

Новые производители, Япония и Израиль, выбрали разные подходы: израильская программа ближе к философии США/Великобритании, а японская — к немецкой и французской.

Лёгкие и манёвренные танки ФРГ, Франции, Швеции и Японии имеют удельную мощность около 19 л.с./т, в то время как у других стран, включая СССР, она составляет 14 л.с./т или менее. Мощность орудий существенно не различается, хотя советские танки уступают в эффективности систем управления огнём.

Основное различие между двумя группами танков свободного мира — толщина брони. При выравнивании брони все танки имели бы массу либо 37–43 тонны, либо 53–57,5 тонн.

Советские 40-тонные танки, по-видимому, обладают бронёй, подвижностью и, в меньшей степени, огневой мощью, сравнимыми с танками свободного мира массой 53–57,5 тонн. Разница заключается в меньшем количестве и качестве подсистем, что обеспечивает советским танкам примерно две трети бронированного объёма по сравнению с аналогами.

В дуэльной ситуации советские танки имеют преимущество в бронезащите и меньшей площади поражения при схожей огневой мощи, но их противники превосходят в точности стрельбы, подвижности и длительности боя. Против тяжёлых танков свободного мира советские танки выигрывают за счёт меньших размеров и сопоставимой брони и огневой мощи, но уступают в точности и убойной силе на больших дистанциях.

Будущие тенденции

Танки будут продолжать эволюционировать. Трудно предсказать конкретные направления из-за их гибкой природы и меняющихся национальных приоритетов. Однако наблюдается тенденция к снижению массы, размеров и стоимости. Эти цели желательны, если они достигаются без ущерба для возможностей танка или излишней сложности.

США обладают серией M60 с выдающимися характеристиками, некоторые из которых могут не быть воспроизведены. Её недостатки будут устранены в танке XM1, который находится в разработке и обещает стать по-настоящему великим танком. Уникальные характеристики выживаемости и подвижности обеспечат ему непревзойдённую боевую эффективность на годы вперёд. Хотя его масса приближается к 60 тоннам, ходовые характеристики спроектированы для беспрецедентной манёвренности.

К 1990 году технологические достижения позволят снизить массу танков до 30–45 тонн, но это потребует пересмотра традиционных требований.

Классы танков

Рассмотренные классы танков включают машины с качающейся башней, традиционной компоновкой, управляемым орудием и внешним орудием. Это лишь часть возможных конструктивных подходов, которые могут быть усовершенствованы с использованием новейших технологий.Историческое соревнование между вооружением и защитой достигло стадии, где оружие имеет преимущество над традиционными танками. Однако будущие разработки должны нейтрализовать это преимущество за счёт простых решений по повышению выживаемости.

Изменение требований

Для создания более лёгких, компактных и эффективных танков необходимо отказаться от стереотипных подходов. Традиционные требования должны быть переоценены с учётом их влияния на общие цели танкостроения. Перед началом новых программ следует решить следующие вопросы:

• Запуск крупных, дорогостоящих и сложных программ без предварительных исследований и экспериментов.
• Стремление к высокой надёжности и долговечности компонентов увеличивает массу и габариты. Цель — экономичный танк мирного времени или максимальная боевая эффективность? В мирное время танк служит более 20 лет с периодическим ремонтом, в бою — дни. Высокая надёжность важна, но избыточная долговечность для заменяемых компонентов (например, опорных катков) не оправдана.
• Угол склонения орудия (-10°). Его уменьшение сократит размеры и массу танка, хотя это может повлиять на стрельбу на ходу и из укрытия. Современные подвески позволяют компенсировать это.
• Количество боеприпасов в бронированном отсеке можно ограничить 40 выстрелами для усиления вторичного вооружения.
• Запас топлива можно сократить до 250 миль (250 галлонов) на второстепенных дорогах. Дополнительное топливо следует размещать снаружи для безопасности.
• Объём бронированного пространства чувствителен к массе и размерам. Избыточное пространство для экипажа снижает выживаемость.
• Большие командирские башенки в США обусловлены требованиями к защищённой стрельбе и хранению боеприпасов. Альтернативы — внешние пулемёты с внутренним управлением, как у Chieftain и S-Tank.
• Броня составляет 50% массы танка, поэтому концепция защиты требует переосмысления. Необходима чёткая приоритизация защиты экипажа, оружия, подвижности и общей выживаемости.
• Требование ручной зарядки ограничивает инновационные концепции.

Дилемма

Современный танк сочетает кажущуюся простоту с необходимостью тонкой гармонизации множества факторов. Даже лучшие подсистемы требуют интеграции в сбалансированную боевую единицу, оптимально сочетающую стоимость, разрушительную силу и выживаемость. Проблема в том, что стремление к высокой производительности противоречит требованиям к низкой массе, размерам, стоимости и высокой выживаемости.

Вывод

Разнообразие бронированных машин прямого огня сократилось до одного ОБТ. История двух десятков серийных и экспериментальных танков показывает, что лишь немногие обладали уникальными чертами. Возможно, создать будущий ОБТ, отвечающий национальным требованиям и доминирующий на поле боя, но для этого подход к разработке должен быть изменён. Крупные организации и системные процессы не раскроют полный потенциал технологий.

Производственные программы не способствуют внедрению смелых решений. Необходимы гибкие, недорогие исследовательские программы для выявления новых инженерных подходов.

Об авторе

Джозеф Уильямс занимается разработкой боевых машин для армии США с 1941 года. Он участвовал в создании танков M4, M47, M48, M113, M60A2 и MBT70. В настоящее время он является менеджером по перспективным концепциям в Директорате исследований, разработок и инженерии Командования танкостроения и автомобильной техники армии США.

            Джозеф Уильямс поступил на государственную службу на Абердинском испытательном полигоне в июле 1941 года в качестве конструктора и инженера проектов.В короткие сроки он стал одним из пионеров армии США в области проектирования и аналитических дисциплин, которые легли в основу научного подхода и методологии разработки боевых машин. Г-н Уильямс сыграл ключевую роль в создании первоначальных концепций прототипов танков, приведших к разработке среднего танка M26. Он также отвечал за концепцию и реализацию первого послевоенного танка, лёгкого танка модели T37/M41, отличавшегося такими инновациями, как компоновка с одним механиком-водителем, быстро заменяемая силовая установка, научно обоснованная баллистическая форма корпуса и концентрическая система отката орудия.Г-н Уильямс был движущей силой в разработке новых конструктивных элементов танков. Он спроектировал орудие и башенную установку для танков T42/M47, включая выбор и установку системы управления огнём, а также разработку баллистических и литейных компонентов.Он также разработал концепцию и выполнил большую часть предварительных проектных и аналитических работ для тяжёлого танка M103. Затем он спроектировал танк T48/M48, который впоследствии выпускался в больших количествах и стал основным боевым танком для многих зарубежных стран.Модернизированные версии этого танка в настоящее время используются в армии США и являются важной частью танкового парка. Г-н Уильямс сыграл ключевую роль в разработке танков M551 и M60A2, выступая как в роли непосредственного руководителя, так и консультанта.Благодаря своим международным связям и обширным знаниям в области танкостроения он сыграл важную роль в программе совместной разработки танков США и Федеративной Республики Германии, ставшей новаторским международным проектом. В последние 10 лет своей карьеры г-н Уильямс получил международное признание как выдающийся лидер в проектировании и разработке боевых машин.