ОБЪЕМНО-МАССОВЫЙ АНАЛИЗ ЗАЩИТЫ СЕРИЙНЫХ ТАНКОВ

Э. И. Вульфельдт, Ю. Г. Ганчо, В. Ф. Жуков, В. Д. Касьянов

Вестник бронетанковой техники. 1988. №10.

Объективной реальностью развития различной военной техники (авиации, военно-морского флота, артиллерии, танков [1] и т. д.) является рост мас­сы образцов, сопутствующий повышению их бое­вых характеристик. Так, масса современного само­лета-истребителя в 5-7 раз больше, чем в начале 40-х гг.; водоизмещение эсминцев увеличилось в 2-3 раза. Масса основного (среднего) танка за этот же период увеличилась в 1,5-2 раза и в зару­бежном танкостроении практически достигла тео­ретически возможного максимума [2].

Самой тяжелой составной частью основных танков была и остается совокупность деталей броневой защиты. Ее вклад в полную массу танка достиг 52...58 % [3]. Стремясь уменьшить массу танка, конструкторы используют все возможности, чтобы обеспечить защиту танка при минимальной массе корпуса и башни. Для этого применяется дифференциация уровней защиты, внедряются многопреградная комбинированная броня с раз­личными наполнителями, высокопрочные броневые материалы и т. п.

Совокупная масса деталей броневой защиты су­щественно зависит от общей компоновки танка и объема забронированного пространства (заброни­рованного объема), увеличение которого при про­чих равных условиях приводит к увеличению мас­сы. Отечественные танки отличаются высокой плотностью компоновки составных частей в мини­мальном объеме, что предопределяет существенно меньшую массу их корпусов и башен по сравнению с основными зарубежными танками (табл. 1).

Одним из важнейших показателей, характери­зующих конструктивное совершенство броневой за­щиты, является отношение массы деталей защиты к забронированному объему, назовем его объемной массой и определим по формуле

q = m_з/(V_к + V_б),

где m_з – масса деталей броневой защиты танка (с допустимой погрешностью ее можно определять как сумму массы корпуса и башни); V_к и V_б – забронированный объем корпуса и башни танка (по ОСТ ВЗ-5601—83).

Таблица 1. Сравнительная объемно-массовая характеристика защиты танков

Показатель q зарубежных танков в целом и корпусов на 21...55% меньше, чем отечественных танков, а для башен – почти в 2 раза меньше. Од­нако прямое сравнение этих показателей может привести к ошибочным выводам из-за различий в подходе к составу системы управления огнем, уг­лам снижения пушки (вперед и назад), обеспече­нию живучести, подвижности, обитаемости, ремон­топригодности и др.

Эти различия, которые объяс­няются разными тактико-техническими требования­ми к танкам в СССР и за рубежом и разными воз­можностями промышленности, при сравнении пока­зателей следует исключить. Чтобы определить вклад конструктивных решений в изменение этого показателя и выявить наиболее прогрессивные из них, проанализируем следующие формализованные схемы броневой защиты (табл. 2):

1 – серийный отечественный основной танк;

2 – серийный зарубежный основной танк;

3 –  гипотетический зарубежный танк, у кото­рого забронированный объем V_т такой же, как у отечественного (схема 1), а уровень защиты, как у зарубежного (схема 2); соотношение объемов башни и корпуса (V_б/V_к), МТО и корпуса (V_мто/V_к) – как у отечественного танка, но башня выполнена с нишей, имеющей, как в зарубежном танке, меньший уровень броневой защиты, и с та­ким же соотношением объемов ниши и башни (V_н/V_б) ;

4 – гипотетический отечественный танк с V_т зарубежного танка;

5 – отечественный танк с V_т, V_б/V_к зарубеж­ного танка, без ниши башни;

6 – то же, с нишей;

7, 8 – как 5 и 6, но с V_мто/V_к зарубежного танка;

9 – зарубежный танк с отношением V_мто/V_к отечественного.

Больше всего влияет на массу масштабный фактор. Известно, что при изменении линейных размеров любого тела, в т. ч. танковых корпуса и башни, объем изменяется по кубической, а пло­щадь поверхности, от которой линейно (при рав­ных толщинах) зависит масса защиты – по квад­ратичной зависимости, что и приводит к уменьше­нию значений показателя q при увеличении объема танка.

Таблица 2. Объемно-массовая характеристика формализованных схем броневой защиты танков

Примечание. ОТ – отечественного танка; ЗТ – зарубежного танка.

Немаловажное значение имеет способ, каким набирается необходимый объем — за счет увеличе­ния длины, высоты или ширины, но можно исполь­зовать и усредненный масштабный коэффициент К_м.ф = q_min/ q_max, где q_min и q_max объемные массы танков, их корпусов или башен с меньшим и большим забронированным объемом при прочих равных условиях. По этому коэффициенту можно сравнить формализованные схемы 1 и 4 для танка в целом, а также 1 и 5 для корпуса и башни. По расчету К_м.ф  для корпусов равен 1,28; для башен – 1,31; для танка в целом – 1,24 при уровне защи­ты и схеме бронирования отечественного танка, а при уровне защиты и схеме бронирования зарубежного танка К_м.ф  больше: 1,32 – для корпуса и 1,64 – для башни.

Известно, что перемещение забронированного пространства из корпуса в башню при прочих рав­ных условиях невыгодно с точки зрения минимиза­ции массы, т. к. башня обычно защищается в боль­ших курсовых углах.

Коэффициент влияния различий в распределе­нии объема между корпусом и башней (К_к.б) равен соотношению q_т анализируемых танков с одинако­вым уровнем защиты при равном объеме заброни­рованного пространства и идентичном конструктив­ном исполнении корпусов и башен. В нашем слу­чае это схемы 4 и 5, для них К_к.б = 0,89. Аналогич­но по соотношению показателей q_б и q_т формализованных схем 5 и 6 можно оценить влияние ниши башни, в которой размещен боекомплект зарубеж­ного танка: для башни К_н = 1,28, а для танка в це­лом – 1,13.

Известно, что МТО серийных танков имеет меньший уровень защиты, чем обитаемые отделе­ния; у отечественных танков меньше относитель­ный (и абсолютный) объем МТО, чем у зарубеж­ных. Как это отражается на показателе q, можно определить, сравнивая формализованные схемы 5 и 7 (или 6 и 8): для корпуса К_мто = 1,06; для тан­ка в целом – 1,03.

Сравниваемые танки отличаются уровнем защи­ты и конструктивным исполнением корпусов и ба­шен, конструкцией и конфигурацией лобовых де­талей корпуса, схемой защиты бортовых проекций (применение силовых броневых экранов). Имеются отличия в толщине броневых листов, в высоте реданной части корпусов и стыка верхнего и нижне­го лобовых листов, а также в площади других ос­лабленных зон защиты. Башни отечественных тан­ков литые, а башни зарубежных танков сварены из катаной брони. Учесть влияние каждого из много­численных факторов в отдельности очень трудно, а интегрированный учет их суммы возможен по ко­эффициенту К_бр, если сравнивать формализован­ные схемы с одинаковыми V_т, V_к , V_б, V_б/V_к, V_мто/V_к, V_н/V_б например, схемы 6 и 9, 2 и 8. Для корпусов К_бр = 1,03…1,05; для башен – 1,09; для танка в целом – 1,06...1,07.

Приведенный анализ показывает, что показа­тель q отечественных серийных основных танков больше, чем зарубежных, из-за масштабного фак­тора примерно на 24%; из-за перераспределения объемов между обитаемыми и моторно-трансмис­сионными отделениями – на 3%; из-за отсутствия ниши башни с меньшим уровнем защиты – на 13%; из-за конструктивных различий в схеме за­щиты и разного уровня бронирования – на 7%.

Более рациональное распределение объемов между корпусом и башней позволяет снизить q отечественных танков на 11 %.

Следует отметить, что прямой перенос наибо­лее прогрессивных с точки зрения уменьшения по­казателя q и массы броневой защиты решений из зарубежного танкостроения в отечественное (и на­оборот) весьма затруднен, а зачастую и невозмо­жен даже при новом проектировании, не говоря уже о модернизации серийных танков, что объяс­няется различиями в тактико-технических требо­ваниях к танкам, реальных конструкциях состав­ных частей танков и технологических возможнос­тях предприятий.

Наибольший выигрыш достига­ется у зарубежных танков за счет масштабного фактора, т. е. связан с наличием больших объемов, что открывает и большие возможности для их перераспределения, но ведет к увеличению массы танка в целом.

Объемно-массовый анализ позволяет оценить вклад разных технических решений в формирова­ние массы бронирования основных танков и опре­делить оптимальный вариант из основных компо­новочных решений (зачастую альтернативных), направленных на уменьшение массы, таких как: минимизация объема башни, вплоть до полной ее отмены; введение (при прочих равных условиях) ниши башни с меньшим уровнем защиты; увеличе­ние в кормовой части корпуса объемов, защищае­мых на уровне МТО, за счет перемещения в них топливных и масляных баков и, возможно, некото­рого оборудования; применение наиболее прогрес­сивных схем броневой защиты, в частности свар­ных башен, бортов корпуса с силовыми экранами и т. п.

Вывод. При анализе совершенства броневой защиты основных танков по получившему опреде­ленное распространение показателю — объемной массе защиты — необходимо учитывать факторы, влияющие на этот показатель: масштабный фак­тор, соотношение объемов с различной защитой, уровень защиты, конструктивные отличия.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андреев В. П. и др. Анализ объемно-массовых показа­телей отечественных и зарубежных танков // Вестник броне­танковой техники. 1987. № 1.
2. Андреев В. П. и др. Влияние железнодорожного габа­рита на характеристики танка // Там же. 1984. № 6.
3. Андреев В. П. и др. Значение защиты как боевого свойства танка // Там же. 1986. № 5.