Известно, что в 1944 году в Нормандии на один подбитый немецкий танк «Пантера» приходилось по 3-4 сожженных или поврежденных американских «Шермана». Причины были разные, но главная заключалась в том, что основное вооружение «Пантеры» позволяло безнаказанно уничтожать противника с дистанций, недоступных для ответного эффективного огня.
Такие уроки не проходят даром. В послевоенные годы задача максимального увеличения дальности действительной стрельбы (ДДС) танковых и противотанковых пушек становится едва ли не самой главной для разработчиков из разных стран.
В жесткой конкурентной борьбе за звание лучшего танка и лучшей противотанковой пушки (их баллистика примерно одинаковая) не был оставлен без внимания ни один из факторов, так или иначе влияющих на точность стрельбы. Поставленная цель была (и остается) более чем оправданной – любые дополнительные сотни метров ДДС, получаемые благодаря улучшению характеристик пушек, боеприпасов, прицелов и др., обеспечивают преимущество над противником и уменьшают собственные потери. Именно за такую технику всегда готовы платить заказчики, разбирающиеся в экономике войны.
Работы пошли полным ходом. Для того чтобы поразить цель, в нее надо сначала попасть. О достигнутых в этом направлении результатах говорит следующий факт. В 1971 году табличное рассеивание бронебойно-подкалиберных снарядов (БПС) советской противотанковой пушки МТ-12 при стрельбе на 1000 м составляло Вв£0,23 м; Вб£,23 м (Вв; Вб – характеристики вертикального и бокового рассеивания, их удвоенное значение соответствует ширине полосы, в которую попадает 50% снарядов). Для сравнения, у снайперской винтовки Драгунова эти показатели равны Вв£0,25 м; Вб£0,21 м, причем достигаются они, когда стреляют лучшие снайперы снайперскими патронами с упора лежа из винтовки, имеющей оптический прицел.
Для большинства факторов, изменение которых наиболее сильно сказывается на точности стрельбы, оказалось возможным создать математические модели, позволившие в различных условиях оценить их влияние на отклонение точки попадания от точки прицеливания.
Танки стали оснащать множеством устройств – лазерными дальномерами, датчиками определения температуры окружающей среды, скорости и направления ветра, электронными баллистическими вычислителями. Конструкторы изменили положение тормозов отката и динамику их работы. Были созданы технологии и оборудование, которые позволили изготавливать пятиметровые стволы 100–125-мм пушек с допусками на калибр в два раза более жесткими, чем, например, для стволов охотничьих ружей.
Установленные на танках датчики сводили всю информацию о внешней среде, температуре заряда, характеристиках снаряда, дальности до цели в электронный баллистический вычислитель. Получаемая на его выходе информация позволяла скорректировать установку прицела. А поскольку делалось все это автоматически, то уже в конце 1950-х годов казалось, что задача обеспечения точной стрельбы из танковых пушек с вероятностью попадания в танк противника бронебойно-подкалиберным снарядом >80% практически решена до дальностей 2500 м.
Так оно и было бы, если бы не существовал фактор, который проявлял себя не всегда, однако в любой момент мог стать причиной значительного ухудшения результатов стрельбы. Он не поддавался расчетам, и количественный эффект от его действия в реальной обстановке было очень трудно спрогнозировать. Это так называемый тепловой изгиб ствола.
Влияние теплового изгиба на точность стрельбы длинноствольных систем оружия стали изучать еще в середине прошлого века. Природа этого явления проста. Солнце, ветер, дождь, тепловые процессы выстрела, разнотолщинность стенки ствола, связанная с погрешностями изготовления, приводят к тому, что ствол пушки постоянно оказывается с какой-то стороны нагрет больше, чем с другой. Разница температур вызывает его изгиб.
Ни одно из перечисленных тепловых воздействий не является постоянным, поэтому картина температурного поля непрерывно меняется и ствол пушки, словно ствол дерева, находится в постоянном движении, только не от ветра, а от тепловых деформаций.
Как результат, угол вылета снаряда даже в обычных для нас условиях может измениться весьма существенно. При этом одни причины разнонагретости воздействуют на первый выстрел, другие – на последующие.
Так, например, если на ствол танковой (противотанковой) пушки днем в течение часа будет светить летнее европейское солнце, то при стрельбе на дистанцию 1.500 м точки попадания первых снарядов уйдут вниз-в сторону относительно точки прицеливания на 1-1,7 м. Стрельба из той же пушки во время мелкого моросящего дождя приведет к тому, что точки попадания третьего, четвертого снарядов отклонятся вверх-в сторону на 1,6-2,5 метра. Для справки: в центральной части Европы в среднем 77 дней в году выпадают осадки.
За рубежом первыми поняли опасность явления теплового изгиба и в срочном порядке занялись поиском путей его устранения. Выход был найден довольно быстро, и вскоре на стволы стали устанавливать теплозащитные кожуха – ТЗК (англ. – thermal sleeve). Они должны были исключать любое воздействие внешней среды, приводящее к тепловому изгибу ствола, и таким образом обеспечивать стабильность боя пушки.
Уже в 1960-е годы на страницах зарубежной печати начинают появляться фотоснимки боевых машин, на стволах которых установлены эти устройства. Сначала это были конструкции в виде тонких стальных или алюминиевых оболочек, а также теплоизолирующих тканевых рукавов. И те и другие закреплялись хомутами. При всей разнице используемых материалов их объединяло одно – все они были разработаны под существующие стволы. Как результат на них накладывались очень жесткие ограничения по массе, а потому сделать их высокоэффективными не представлялось возможным.
Дело в том, что на танковых пушках для обеспечения нормальной работы механизмов вертикальной наводки уравновешивание ствола относительно оси вращения (цапф) обычно осуществляется навешиванием балансировочных грузов на казенную и/или дульную части. Из-за разницы плеч любая масса, установленная на дульной части, в качестве компенсации требует многократного утяжеления казенника. Однако здесь существует предел, поскольку место для установки грузов на казенник ограничено компоновкой башни.
Эффективность первых конструкций ТЗК была невысока – разброс точек попадания вследствие теплового изгиба уменьшался примерно на 40-60%, но тем не менее это уже было что-то.
Прошло совсем немного времени, и за рубежом принимают кардинальное решение. Перед разработчиками пушечного вооружения танков третьего поколения («Abrams», «Leopard-2», «Challenger») была поставлена задача установить ТЗК с максимальной эффективностью тепловой защиты. Разработка новых пушек пошла по пути совместного проектирования стволов, эжекторов и ТЗК. Кожуха становятся неотъемлемой частью пушки, стрельба без них невозможна. Это довольно дорогие двух-, трехслойные алюминиевые и стеклопластиковые конструкции. Высокая эффективность новых ТЗК (>90%) позволила свести практически к нулю изгиб ствола от воздействия внешней среды.
 |
 |
 |
Неприятность данной ситуации для отечественных военных в то время заключалась в том, что точность стрельбы натовских танков, на которые устанавливались кожуха, была и без того выше, чем у нас, – Вб,в£0,18 т.д. (тысячная дистанция) в сравнении с 0,23-0,25 т.д. Для них установка ТЗК была явным плюсом, для нас все оказалось не так просто. И дело не только в том, что существовало большое количество отличающихся друг от друга танков и пушек. Разнотолщинность стенок трубы примерно 15-20% гладкоствольных стволов отечественных пушек танков 1960-1970-х годов достигала 1,5-2 мм (у зарубежных не более 0,8 мм, а затем и 0,4 мм). На таких стволах после производства первого выстрела более тонкая часть стенки прогревается быстрее и вызывает сильные тепловые деформации в противоположном направлении. Каждый новый выстрел (в зависимости от темпа стрельбы) выравнивает температуру, и это снова ведет к изгибу ствола. Куда полетит следующий снаряд – остается только гадать. В таких случаях, каким бы эффективным ни был кожух, он сможет обеспечить точность стрельбы только первому выстрелу, но не остальным. Причем даже в 1980-е годы при производстве 125-мм пушек 2А46 допускался определенный процент выпуска стволов с разнотолщинностью трубы в пределах 1,5 мм.
В СССР необходимость установки ТЗК более всего понималась военными. То, что за рубежом стали делать в 1960-е, у нас пришлось начинать спустя двадцать лет. Надо отметить, что офицеры ГРАУ, ответственные за танковое и противотанковое вооружение Сухопутных войск, стремились как можно скорее установить ТЗК и оказывали всяческое содействие специалистам оборонных КБ и институтов, занимавшимся этим вопросом. К сожалению, руководство этих организаций не всегда оказывалось на высоте при решении задач внедрения подобных изделий.
В начале 1980-х годов, пожалуй, самые прогрессивные варианты ТЗК были предложены специалистами ЦНИИТОЧМАШа.
К тому времени в отделе 43-го института уже существовал опыт работы со стеклопластиковыми кожухами для 30-мм пушек 2А42 (вооружение БМП-2). Они не только защищали ствол от воздействия внешней среды, но и увеличивали кучность автоматической стрельбы, поглощая энергию колебаний ствола. Одно время ТЗК были даже введены в документацию БМП-2. Мой коллега Сергей Горшенин приложил немало усилий для организации их производства. Однако руководство направления и института не рискнуло брать на себя ответственность в неизведанном деле и «спустило на тормозах» уже практически выполненную работу. Представители заказчика еще какое-то время ждали начала выпуска, но, поскольку война в Афганистане была уже в разгаре, машины стали выпускать без установки ТЗК.
Следующей попыткой стал ТЗК для противотанковой пушки МТ-12. Шла программа ее модернизации, и кожух был как нельзя кстати. И ГРАУ, и руководство завода-изготовителя только приветствовали наше участие.
Требования к конструкции ТЗК к МТ-12 были очень жесткие. Кожух должен был укрыть более 4 м трубы ствола и устанавливаться без доработки конструкции пушки на весь срок ее жизни, и выдерживать все виды испытаний, которые проходила пушка. О том, что это были за испытания, можно судить по следующему: предстояло выдержать минимум 250 выстрелов бронебойно-подкалиберными снарядами, и в том числе интенсивной стрельбой, во время которой на производство 32 выстрелов отводится не более пяти минут. При этом ствол нагревается до такой степени, что загорается его лакокрасочное покрытие. В перерывах между стрельбами МТ-12 обкатывали ездой по пересеченной местности. Трехтонная пушка не раз со всего маху ударялась стволом о землю. Иногда, преодолевая яму или ров, тягач (МТЛБ) по нескольку метров тащил МТ-12 на стволе так, что колеса повисали в воздухе.
Вскоре были разработаны и собраны первые варианты ТЗК. По ряду причин, связанных с неправильной постановкой задачи проектирования, получились откровенно слабые и сырые изделия, как в конструктивном, так и технологическом отношении.
Случилось так, что когда начались заводские испытания пушки, то из-за отсутствия в тот момент разработчиков этих ТЗК меня как представителя отдела и института направили наблюдать за ходом стрельб. Хватило пяти выстрелов, чтобы дульный фланец кожуха разнесло в клочья. Справедливости ради следует отметить, что конкурировавшие алюминиевые конструкции других организаций (сделанные по типу отечественных танковых ТЗК) не выдержали и этого.
Характер разрушения фланца показал, что в результате перегрузок отката на переднюю часть этих ТЗК, имевших массу около 21 кг, действует осевая сила величиной 9-11 тонн. Усилие значительное и не единственное – к нему следовало добавить поперечные перегрузки, порожденные колебаниями ствола, а также фронт давления мощной ударной волны, идущей от дульного тормоза.
По возращении в институт я встретился с Сергеем Горшениным, который вел эту тематику, рассказал о ходе испытаний. Вместе мы внесли предложения по изменению конструкции ТЗК. Новый вариант кожуха был не только в полтора раза легче, но и соответствовал требованиям массового производства. Идею одобрили, а поскольку век 100-мм пушек уже подходил к концу, было решено, что в случае успеха надо будет попытаться установить современные ТЗК на все отечественные танки.
Работа сразу пошла по двум направлениям: создание ТЗК для МТ-12 и проработка наиболее перспективного варианта для танковых пушек. У них были свои эксплуатационные нагрузки и особенности установки ТЗК. По-прежнему действовали очень жесткие весовые ограничения на массу кожуха. Однако благодаря наличию эжектора кожух мог быть разделен на две секции, работающие раздельно. Перегрузки отката были несколько выше, чем на МТ-12, но зато гораздо меньшим стало воздействие ударной волны. Хуже было другое. Перечень находящихся на вооружении танков был довольно большим. И на каждом своя пушка. Более того, конструкция стволов и эжекторов этих пушек часто дорабатывалась по ходу эксплуатации, и это создавало проблемы с созданием единой конструкции кожуха даже для одного типа танка. Что касается испытаний, то наиболее тяжелым видом нам представлялся проезд танка по мелколесью (диаметр стволов деревьев до 70 мм) с пушкой, развернутой на 9 или 15 часов.
С целью создания оптимальной конструкции были испытаны различные технологии намотки стеклопластиковых оболочек. На специальных копрах варианты кожухов испытывались на ударные нагрузки. После этого их надевали на имитаторы ствола, обстреливали в упор из автомата (имитация действия осколков) и снова отправляли для испытаний на ударные нагрузки. Действие дождя имитировала специально разработанная дождевальная установка, позволявшая во время полигонной стрельбы воспроизвести дождь любой интенсивности. Проверка эффективности ТЗК на действие солнечного излучения оценивалась специально разработанной аппаратурой и датчиками, обеспечившими точность замеров температуры в различных сечениях ствола под кожухом до 0.1°С.
Технология изготовления ТЗК была отработана до мелочей, включая разработку технологической оснастки и специальных устройств для безударной развальцовки обычных заклепок при соединении металлических фланцев с пластиковым корпусом.
Кожух к МТ-12 успели изготовить до начала испытаний модернизированной конструкции пушки. Перед этим базовый вариант ТЗК проверили на прочность во время приемо-сдаточных испытаний нескольких десятков серийных МТ-12. Никаких отклонений не произошло. Созданный вариант ТЗК прошел все испытания, причем в двукратном объеме.
Наступил 1986 год – переломный в работе с ТЗК. Как и ожидалось, была снята с производства МТ-12. Нежелание руководства направления института брать на себя ответственность за организацию выпуска десятков тысяч ТЗК для танковых пушек привело к прекращению работ и в этом направлении.
Прошло двадцать лет. Сегодня, когда смотришь на суррогатные ТЗК рекламируемых отечественных танков, понимаешь, что дальность эффективной стрельбы из этих пушек бронебойно-подкалиберными снарядами в условиях воздействия внешней среды по-прежнему остается меньшей, чем у зарубежных танков конца 1970-х годов. Это означает, что в дуэльном бою с использованием БПС зарубежные танки и сегодня смогут вести эффективный огонь с дистанций больших, чем это могут себе позволить отечественные танки. Значит, впереди еще много работы, однако начинать ее можно будет не с нуля.
