Компонування основних бойових танків

Компонування основних бойових танків

Танк як інженерна конструкція являє собою комплекс озброєння, броньовий захисту, несучої основи, силової установки та ходової частини. Танк повинен забезпечувати можливість пересування як поза дорогами (питомий тиск на грунт, що не перевищує тиск стопи людини) так і за існуючою дорожньої мережі з штучними спорудами (вага з повним навантаженням, що не перевищує несучу здатність прольотів мостів).


До ходової частини танка пред'являються загальні вимоги до гусеничного рушія, в першу чергу забезпечення рівномірного навантаження опорних ковзанок шасі. Ігнорування цих вимог веде до наступних негативних наслідків:
- зменшення прохідності в зв'язку з нерівномірним питомим тиском на грунт;
- підвищеним вертикальним коливанням корпусу при русі по пересіченій місцевості,
- зниження швидкості руху;
- зменшення точності стрільби з гармати через меншу ефективність роботи її стабілізатора;
- росту стомлюваності екіпажу;
- збільшеному зносу пружних елементів підвіски опорних котків і гідроамортизаторів.

Тому компоновка танка має відповідати вимозі ваговій збалансованості його складових частин щодо центру опорної поверхні гусениць. До складу основних масивних елементів конструкції танка входять гарматна башта, гармата, боєкомплект гармати, двигун, трансмісія і паливо, а також броньовий і динамічний захист. Екіпаж, що володіє на порядок меншу вагу, але займає великий внутрішній об'єм, також має безпосередній вплив на вагову збалансованість. Взаємне розташування цих елементів і зумовлює ефективність компонування бойової машини.

Перші типи танків, розроблені в Великобританії і Німеччині в роки Першої світової війни, мали найпростішу компоновку - загальний каземат корпусу з озброєнням, розміщеним в передній частині (по бортах і / або в лобовій деталі), і двигуном з трансмісією, розміщеними в задній частині. Боєкомплект і паливо розташовувалися в центрі корпусу. Численний екіпаж і броньовий захист були рівномірно розподілені по всьому корпусу. Гарматна башта як така була відсутня, замість неї застосовувалися тюремні напівбашти, симетрично розташовані по бортах корпусу. Гусеничний рушій мав шасі з малим ходом опорних ковзанок, що видно на прикладі німецького танка AV7.

Компонування основних бойових танків

Досвід бойового застосування танків найпростішої компонування виявив їх конструктивні недоліки:
- слабку броньовий захист тюремного корпусу з розвиненою зовнішньою поверхнею;
- наявність великих мертвих зон обстрілу з гармат, встановлених в тюремних напівбаштах;
- низьку швидкість пересування по пересіченій місцевості в зв'язку з малим ходом підвіски.

Компонування основних бойових танків

У зв'язку з цим в кінці Першої світової війни у ​​Франції була вироблена оптимальна компоновка для нового ударного бойового засобу, що стала з тих пір класичної, повтореною в сотнях зразків досвідчених і серійних машин в безлічі країн світу. Корпус танка «Рено» FT-17 мав дуже щільну компоновку, вперше роздільну на чіткі функціональні зони - носове відділення управління, центральне бойове відділення і кормове моторно-трансмісійне відділення. У центрі корпусу зі зміщенням в ніс було встановлено вежа кругового обертання з 37-мм гарматою. У відділенні управління розміщувався механік-водій, в бойовому відділенні - командир танка і боєкомплект, в моторно-трансмісійного відділення - двигун, трансмісія і паливо.

Компонування основних бойових танків

Розвитком цього компонування стала конструкція радянського танка КВ-1 початку Другої світової війни, вежа якого мала розвинену кормову нішу, в якій розташовувалася значна частина боєкомплекту гармати. В кінці війни подібну вежу отримала остання модифікація наймасовішого радянського танка Т-43-85.

Танки у Другій світовій війні в наступальних операціях використовувалися у відповідності зі своєю унікальною бойової спеціалізацією - як засіб прориву укріпленої оборони, чинне в прямому вогневому контакті з противником. При цьому основна загроза поразки танка виходила з боку фронтального ракурсу. Це зумовило необхідність диференціації захисту зі збільшенням товщини броні лобових деталей корпусу і башти і відповідним зменшенням товщини броні бортових і кормових деталей. Центр ваги змістився вперед щодо центру опорної поверхні гусениць.

Компонування основних бойових танків

З метою відновлення оптимальної ваговій балансування танка необхідно було змістити назад його вежу. З цією метою в класичне компонування була внесена ще одна новація: всі німецькі танки і американський танк «Шерман» М4 мали рознесену силову установку - коробка передач і бортові редуктори розташовувалися в носовій відділенні корпусу, а двигун і паливо - в кормовому. Двигун був пов'язаний з трансмісією карданним валом. Це рішення дозволило змістити назад важку вежу ціною перенесення вперед щодо легкої трансмісії.

Компонування основних бойових танків

Останній варіант компонування танка володів двома великими недоліками:
- наявність карданного валу змушувало збільшувати висоту, об'єм і площа поверхні корпусу, зменшуючи ступінь захищеності танка (відношення заброневого обсягу до ваги броні);
- винесені на лобову поверхню бортові редуктори гусеничного рушія були вкрай вразливі не тільки для бронебійних снарядів, але також осколків і ударної хвилі від вибухів осколково-фугасних снарядів, на відміну від класичного компонування, де корпус екранує кормові бортові редуктори від фронтального обстрілу.
Рішення проблеми було знайдено в кінці війни радянськими розробниками в конструкції танка Т-44. Не зраджуючи класичної компоновки, вони зменшили довжину кормового відділення за рахунок поперечного розташування двигуна і трансмісії, пов'язаних між собою зубчастої передачею. Центр опорної поверхні гусениць змістився вперед в напрямку зсуву центру тяжіння танка. Надалі це інженерне рішення (зменшення габаритів силової установки) в поєднанні раніше реалізованим варіантом компонування (вежа з розвиненою кормовою нішею) було повторено в конструкціях основних бойових танків США, Німеччини, Франції, Японії та Південної Кореї, в тому числі які перебувають на озброєнні в даний момент.

Компонування основних бойових танків

Однак відступ від класичного компонування «Рено» FT-17 з виносом боєкомплекту в кормову нішу призвело до послаблення ступеня захисту танка за рахунок зростання заброневого обсягу при одночасному виникненні надлишків простору в бойовому відділенні корпусу. Причиною було те, що висота корпусу не могла бути зменшена нижче рівня двигуна в поєднанні з його системою охолодження (приблизно 1 метр). При цьому висота вежі визначається крайніми точками опускання стовбура (аж до торкання кромки верхньої лобової деталі) і подиманія казенника гармати (аж до торкання стелі вежі) при вертикальній наводкою знаряддя (приблизно 0,8 метра). При розміщенні командира і навідника в основному в башті в подбашенном просторі утворюється обсяг, достатній для зберігання всього боєкомплекту.

Єдина проблема - як забезпечити підйом пострілів з підбаштового простору і досилання їх в пушку. У 1964 році зазначена проблема була вирішена в радянському танку Т-64 шляхом встановлення автомата заряджання під обертовим підлогою бойового відділення. Усі наступні радянські, російські, українські та китайські танки по теперішній час використовують цю компоновку.

Іншим шляхом спробували піти в 1958 році американські розробники досвідченого танка Т92. Його оригінальне компонування була заснована на перенесенні моторно-трансмісійного відділення в ніс корпусу та суміщення з відділенням управління, відгородженим броньовий перегородкою. Вага лобової броні, двигуна і трансмісії врівноважувався вагою вежі і боєкомплекту. Однак поєднання по довжині відразу двох відділень корпусу змушувало збільшувати його висоту з метою вертикальної компоновки обладнання силової установки. В результаті у танка зростали заброневой обсяг і площа поверхні корпусу при зниженні ступеня захисту. Незважаючи на явний недолік такої компоновки і відмова від неї американських розробників, вона була повторена в ізраїльському серійному танку «Меркава» і швейцарському досвідченому танку «NKPz», що, швидше за все, пояснюється відсутністю досвіду конструювання танків в зазначених країнах.

Компонування основних бойових танків

Збільшення ефективності сучасних бронебійних і кумулятивних снарядів змусило розробників зробити черговий крок у вдосконаленні конструкції танків. В рамках розвитку класичної компоновки в 1980-х роках в СРСР і США проводилися роботи зі створення досвідчених танків з нежилими вежами - відповідно «Боксер / Молот» і ASM Block III. Доведені до високого ступеня готовності ці роботи були припинені у зв'язку з відсутністю на той момент надійних електронних засобів спостереження і прицілювання для екіпажу, повністю розташованого в корпусі.

Компонування основних бойових танків

Компонування основних бойових танків

Прогнозований розвиток функціональності перспективних систем активного захисту танків аж до перехоплення високошвидкісних кінетичних снарядів уможливлює в найближчому майбутньому зниження вимог до пасивної броньовий захист танка, а також до його динамічної захисту, в даний час з успіхом застосовується проти низькошвидкісних реактивних гранат і протитанкових ракет. Причому кількість пускових установок вражаючих елементів активного захисту, яка встановлюється на кожен танк, буде забезпечувати одночасний перехоплення двох і більше цілей, що підлітають з одного або різних напрямків. На підставі даного прогнозу можна припускати відмову від динамічного захисту, зменшення товщини бронювання до протиосколочна і перехід до всеракурсной недиференційованому бронювання.

Компонування основних бойових танків

Крім того, вже сьогодні є готові рішення гібридних силових установок, що складаються з теплового двигуна (дизеля або одновального ВМД), вбудованого електрогенератора, літій-іонної акумуляторної батареї великої ємності і тягових електромоторами. З'являється можливість перенести тягові двигуни разом з бортовими редукторами в носову частину корпусу, рівномірніше розподіливши навантаження по довжині опорної поверхні (враховуючи великий обсяг, яку він обіймав відділенням управління і малу вагу екіпажу з двох осіб). При цьому дубльовані силові кабелі, що зв'язують електрогенератор з електромоторами, на відміну від карданного валу танків Другої світової війни, можуть бути проведені уздовж надгусеничних спонсонов корпусу, не приводячи до збільшення його висоти.