О сновы теории и история развития компоновки танка
О сновы теории и история развития компоновки танка
Василий Чобиток
Продолжение. Начало см. в «ТиВ» № 4,5/2004 г.
Экипаж A7V у своего танка. Не хватает двух человек, видимо, они заняты фотографированием.
Тяжелый танк A7V
Этот танк, выпущенный в Германии в 1917 г., наиболее интересен тем, что не был первым, и на момент его разработки уже имелся хоть и небогатый, но определенный опыт применения танков противной стороной и выводы и обобщения по принципам компоновки танка можно было делать. Несмотря на это, A7V можно приводить в качестве примера крайне неудачной реализации компоновки.
Компоновка тяжелого немецкого танка A7V (продольный разрез).
Схема размещения членов экипажа в танке A7V: А — командир танка; В — водитель; С — наводчик; D, F — пулеметчики; Е — заряжающий; G — механики.
Вначале справедливости ради следует заметить, что в некоторой степени опыт разработки англичанами танков серии Мк немцы все же учли. Они отказались от бортовых спонсонов с вооружением, значительно увеличивающих габариты, разработали более совершенные ходовую часть и трансмиссию, что облегчило управление танком.
Самым большим недостатком A7V являлся многочисленный экипаж (18 человек) и, как следствие, большие габаритные размеры. Основной причиной этого послужило нерациональное размещение вооружения. A7V наряду с пушкой, установленной, как и у танка Менделеева, в лобовой части корпуса, имел шесть пулеметов. Пулеметы располагались по два на каждом борту и в корме; каждый пулемет обслуживали два человека.
Размещение пулеметов было таково, что, несмотря на их большое число, по одной цели могли вести огонь не более чем два из них (каждый охватывал сектор стрельбы 90°), а сектор примерно в 90° вперед по ходу движения танка для пулеметного огня был вообще недоступен.
Ошибка разработчиков A7V состояла в том, что при той же компоновке ходовой части, трансмиссии и размещении пушки пулеметов можно было бы иметь всего два в двух вращающихся башенках (это при условии, что необходимо обеспечить одновременный пулеметный огонь по обоим бортам танка), кроме того, на один пулемет в танке достаточно иметь одного пулеметчика. Таким образом, обеспечивался бы охват пулеметным огнем 360°, а большинство секторов стрельбы перекрывались огнем обоих пулеметов. Экипаж при уменьшении числа пулеметов до двух сократился бы на восемь человек, а при условии один пулеметчик на один пулемет — на 10 (!!!) человек.
А теперь представьте себе, насколько можно уменьшить внутренний объем танка, а соответственно его габаритные размеры и массу, при уменьшении численности экипажа на 10 человек…
Английский тяжелый танк Mk IV. Размещение вооружения в сп он сон ах не позволяет иметь большие сектора стрельбы, кроме того, значительно возрастает ширина танка.
«Рено» FT-17
«Рено» FT-17 уникален тем, что стал первым серийным танком, выполненным по так называемой классической схеме компоновки. Она заключается в том, что вооружение расположено в бронированной башне кругового вращения, отделение управления — в передней части корпуса, боевое — посередине, а моторно-трансмиссионное (МТО) — в корме. Он получился настолько удачным, что использовался в некоторых странах до 1940-х гг. и явился прототипом для создания легких танков в других странах. Отечественное танкостроение начинало свое развитие с клонов FT-17 — танков серии М («Русский Рено», первый экземпляр серии М имел известное любителям БТВТ название «Борец за свободу тов. Ленин»). Дальнейшим потомком FT-17 стал первый советский серийный танк МС-1 (Т-18).
Подавляющее большинство современных танков имеет классическую компоновку. О преимуществах и недостатках танков классической компоновки далее в рассмотрении периода Второй мировой войны.
Продольный разрез легкого танка М.
Довоенные танки (1920-1930-е гг.)
С точки зрения развития компоновки довоенный период характеризуется активным поиском наиболее подходящих для танка как общей компоновки, так и частных компоновок его отделений. В первую очередь большое внимание уделялось повышению подвижности танка и его огневой мощи. Как правило, довоенные танки имели противопульное бронирование.
Несмотря на то что танки классической однобашенной компоновки появились еще в Первую мировую войну, в 1920-1930-е гг. не было единого мнения об общих принципах компоновки. Наряду с существованием различных, часто противоречащих друг другу взглядов на боевое применение накладывались еще и различные варианты реализации этих взглядов в компоновке.
Так, например, во многих странах считалось, что танки, предназначенные для действий по прорыву укрепленной обороны противника, должны иметь высокую огневую мощь (что, в принципе, само по себе верно) и для этого должны нести большое число пушечно-пулеметного вооружения. В отличие от первых танков, в которых большое число вооружения было расположено, как правило, нерационально и с малыми секторами огня, в предвоенный период была модной концепция размещения вооружения в нескольких башнях. Опытный пятибашенный танк появился в 1920-е гг. в Англии — им стал А1Е1 «Индепендент». В Германии в 1930-е гг. изготовили несколько опытных образцов трехбашенного танка NbFz, также известного под наименованием «Рейнметалл».
Свои многобашенные танки были у Франции и Японии, но в передовых рядах, как обычно, стояли советские танкостроители. У нас, в отличие от зарубежных коллег, которые ограничивались выпуском не больше десятка многобашенных танков, пятибашенный тяжелый Т-35 и трехбашенный средний Т-28 производились серийно. Кроме того, нетипичным представителем многобашенных танков был потомок английского «Виккерса» — легкий двухбашенный Т-26.
Недостатки многобашенных средних и тяжелых танков известны, они взаимосвязаны и вытекают один из другого:
— значительные габариты машины;
— высокая масса;
— низкая подвижность (в основном из-за чрезмерной длины и низкой поворотливости);
— слабое противопульное бронирование;
— большой экипаж и сложности в управлении вооружением в бою;
— невозможность установки длинноствольных пушек большого калибра.
Если же принять многобашенную компоновку за основу, то Т-35, например, имеет и определенные преимущества: у него башни расположены так, что для всего вооружения обеспечивается довольно большой сектор стрельбы в горизонтальной плоскости, а главная башня с 76,2-мм пушкой приподнята над остальными и имеет круговое вращение.
Дальнейшим развитием подобной компоновки стали двухбашенные опытные танки СМК и Т-100, которые, в отличие от остальных многобашенных танков, имели противоснарядное бронирование. Однако они оказались перетяжеленными, большими и малоподвижными.
Таким образом, к концу 1930-х гг. уже окончательно сформировались два типа классической компоновки: так называемая «классическая*, о которой мы уже говорили, и классическая компоновка с передним расположением трансмиссии, которую часто называют «классической немецкой».
Тяжелый танк Т-35.
Танки Второй мировой войны
Классическая компоновка с передним размещением трансмиссии, или «классическая немецкая компоновка»
Такая компоновка была характерна для немецких (Pz.III, Pz.V «Пантера» и др.) и американских танков (М4 «Шерман»). Применение компоновки с передним размещением трансмиссии было обусловлено некоторыми преимуществами, которые она дает, а именно:
— совмещение отделения управления с трансмиссионным сокращало общее число изолированных отделений, что способствовало уменьшению общей длины танка и установке простых приводов управления трансмиссией, кроме того, позволило иметь боевое отделение достаточно большого объема;
— тяжелую башню можно было разместить по центру корпуса танка, что давало возможность установить длинноствольную мощную пушку, незначительно выступающую за габариты корпуса танка, более равномерно распределить массу танка по опорной поверхности танка, люк механика-водителя можно было разместить на подбашенном броневом листе.
Недостатками компоновки с передним размещением трансмиссии были:
— увеличенная высота силуэта машины. Карданный вал, проходящий от двигателя к трансмиссии под поликом боевого отделения, поднимал его относительно днища до 300–500 мм, а еще необходимо было обеспечить заряжающему высоту в боевом отделении в 1,6–1,7 м;
— установка агрегатов трансмиссии в передней части корпуса не позволяла иметь формуг носа с большими углами наклона для повышения снарядостойкости корпуса. Возрастала опасность поражения ведущих колес и бортовых редукторов. Кроме того, попадание снаряда в лобовую часть корпуса и без пробития брони могло вызвать поломку агрегатов трансмиссии, их сдвиг относительно мест посадки и нарушение центровки, что опять же приводило к поломке и вызывало остановку танка на поле боя;
— размещение трансмиссии рядом с членами экипажа снижало эргономические показатели обитаемости (коробка передач — постоянный источник шума и тепла, отвод которого крайне затруднен);
— затрудненные условия демонтажа агрегатов трансмиссии и двигателя.
Кроме преимуществ и недостатков, которые присущи танкам немецкой компоновки вообще, хочется остановиться на некоторых примерах реализации как общей компоновки, так и частных компоновок в конкретных машинах.
Как правило, у немецких танков лобовое бронирование корпуса имело практически вертикально расположенные броневые листы. Исключение составляет тяжелый (по нашей классификации) танк Pz.V «Пантера», имевший схожую с Т-34 форму передней части корпуса с наклоном в 55–57° (у Т-34 — 60°) относительно вертикали, и его наследник — Pz.VI Ausf.B «Королевский Тигр». Однако дальнейших резервов по увеличению угла наклона лобовых броневых листов из-за расположенной впереди трансмиссии они практически не имели.
Для танков Pz.HI и Pz.IV было характерно большое число люков и лючков в корпусе и башне. С одной стороны, это облегчало посадку и высадку экипажа и доступ к агрегатам танка, а с другой — снижало бронестойкость корпуса и повышало затраты при производстве.
До сих пор существует много сторонников мнения, что преимущества большого числа люков на Pz.III и Pz.IV перевешивали недостатки, однако я склонен считать, что немцы, значительно сократив число люков в «Пантере» и «Тигре» по сравнению с предыдущими машинами, решили по-другому.
Одним из существенных недостатков компоновки «Тигра» и «Пантеры» был большой объем, который занимала подвеска внутри корпуса. Так, например, у «Пантеры» при восьми балансирах на борт каждый из них был связан с двумя торсионными валами, расположенными у днища корпуса. Всего получаем частокол из 32 валов, пространство между которыми использовать практически невозможно, а по высоте они занимают не менее 150 мм внутри корпуса танка, вынуждая таким образом увеличить его высоту на эту величину.
Самым уникальным в плане реализации основной задачи компоновки (получение наиболее высоких показателей боевых свойств танка при заданных массе и габаритах) мне представляется немецкий «Тигр». Наряду с перечисленными ранее недостатками, «Тигр» имел ужасные с точки зрения компоновки пропорции габаритных размеров корпуса, в результате чего был слишком перетяжелен (боевая масса 56 т). Например, ИС-2, имевший схожие с «Тигром» характеристики защиты и более мощную пушку (калибр 122 мм против 88 мм), был легче на 10 тонн и всего на 1,2 тонны тяжелее «Пантеры».
Уникальность компоновки «Тигра» в том, что он слишком короткий!
И в этом одна из причин его недостатков. Да, несмотря на то, что «Тигр» имел очень большие габаритные размеры, по длине его корпус был короче того же ИС-2. Давайте вспомним, в какой пропорции соотносятся массы при изменении длины, ширины и высоты корпуса для современных танков: 1:3:7 (для «Тигра», конечно, значения несколько иные, но характер соотношения примерно тот же). Т. е. вместо того, чтобы удлинить танк (а из соотношения видно, что увеличение высоты корпуса на 10 см равнозначно по массе примерно 70 см длины) немецкие конструкторы сделали его слишком высоким и широким, в результате чего значительно перетяжелили машину. Кроме того, для обеспечения низкого удельного давления на грунт необходимо иметь достаточно большую длину L опорной поверхности и ширину гусениц. Так как сам танк получился коротким, то и длина L была небольшой, в результате чего для обеспечения достаточной площади опорной поверхности пришлось значительно увеличивать ширину гусениц. «Тигр» получился настолько широк, что для обеспечения перевозки по железной дороге пришлось предусмотреть возможность замены боевых гусениц на более узкие транспортные.
Схематичный продольный разрез танка Pz. V «Пантера».
Pz.VI Ausf.H «Тигр» с гусеницами для транспортировки.
Pz.VI Ausf.H «Тигр» с «боевыми» гусеницами.
Классическая компоновка
Этой компоновки придерживались советские танкостроители, создавая средние Т-34, Т-34-85, Т-44 и тяжелые танки КВ и ИС. Недостатки, которые были присущи танкам с передним расположением трансмиссии, в танках с задним ее расположением отсутствовали. Компоновка с задним расположением трансмиссии имеет следующие преимущества:
— отсутствие карданного вала позволяет примерно втрое снизить расстояние от днища корпуса до вращающегося полика боевого отделения и существенно уменьшить общую высоту танка;
— носовой части корпуса можно придать рациональную снарядостойкую форму с углами наклона верхнего броневого листа в 60 и более градусов;
— повышается живучесть машины благодаря расположению ведущих колес и агрегатов трансмиссии в менее подверженной обстрелу кормовой части корпуса;
— проще обеспечить отвод тепла от агрегатов трансмиссии путем их обдува;
— заметно повышаются условия обитаемости танка благодаря изоляции экипажа от шумо-, тепло- и газовыделяющих агрегатов трансмиссии герметичной моторной перегородкой;
— значительно облегчается монтаж и демонтаж агрегатов трансмиссии за счет съемной установки броневых листов крыши МТО.
Недостатками компоновки с кормовым размещением трансмиссии являются:
— увеличенная длина танка из-за размещения в его корпусе четырех не совмещенных по длине отделений или в сокращении объема боевого отделения при постоянной длине машины;
— при большой длине занимаемой моторным и трансмиссионным отделениями в корме боевое отделение с тяжелой башней смещено к носу машины, в результате чего неравномерно распределяется нагрузка по опорной поверхности;
— не остается места для размещения люка механика-водителя на подбашенном броневом листе, в результате чего на Т-34 люк был расположен на верхнем лобовом листе, а в танках ИС его вообще не было (механик-водитель осуществлял посадку в машину через башню);
— длинноствольная пушка значительно выступает за габариты танка, из-за чего возникает опасность утыкания ее в грунт и снижается габаритная проходимость танка;
— усложняются как сами приводы управления трансмиссией, которые идут практически вдоль всего корпуса танка, так и их регулировка.
В послевоенных танках классической компоновки большинство недостатков, связанных с большим объемом МТО, были устранены.
Я придерживаюсь той же точки зрения, что и большинство послевоенных советских, как сейчас принято называть, «официальных историков»: лучшим танком Великой Отечественной войны был Т-34 (не надо путать понятие лучший с понятиями самый мощный, защищенный, подвижный, результативный и тд., лучшим танк можно называть только по комплексу свойств, отдельные из которых могут и уступать другим образцам). Кстати, многие бывшие противники и союзники тоже так считали (не будем приводить большое число всем известных цитат). В первую очередь такую оценку Т-34 заслужил благодаря своей компоновке, несмотря на то, что ее в соответствии с теорией можно назвать неудачной. Налицо противоречие в моих словах, поэтому стоит остановиться на этом более подробно.
Продольный разрез «Тигра».
Схематичный продольный разрез танка Т-34-85.
Наряду с недостатками, которые присущи танкам классической компоновки в целом, Т-34 имел и свои индивидуальные:
— чрезмерная высота корпуса (хоть она и была на 180 мм меньше чем у «Пантеры» и на 50 и 100 мм меньше, чем у Pz.HI и Pz.IV соответственно). Причин этому несколько. Во-первых, несмотря на отсутствие карданного вала как у танков с передним расположением трансмиссии, пол для заряжающего был значительно приподнят из-за размещения боекомплекта в районе днища корпуса. Во-вторых, значительную габаритную высоту имел двигатель В-2. В-третьих, приличный объем занимали пружинные рессоры, размещенные, как и у танков БТ, в забронированном объеме, и увеличение внутреннего объема было достигнуто высотой корпуса;
— малый внутренний объем башни с 76,2-мм пушкой, которая первоначально проектировалась под 45-мм пушку. В результате в ней размещалось только два члена экипажа, и командир танка одновременно являлся и наводчиком;
— нет вращающегося полика боевого отделения;
— отсутствие дифференцирования бронирования. Толщина лобовой и бортовой брони корпуса по 45 мм, из-за чего танк был на 20–30 % тяжелее однотипных Pz.HI и Pz.IV.
Парадокс, заложенный в компоновку Т-34, заключается в том, что большинство его компоновочных недостатков давали и значительные преимущества:
— так как Т-34 имел надежное круговое противоснарядное бронирование, в начальный период войны его экипаж мог уверенно вступать в бой с численно превосходящими танками противника, не боясь обхода с фланга;
— сравнительно высокая масса в 28 т и резервы, заложенные в ходовую часть, позволили в 1943 г. провести глубокую модернизацию и установить новую башню с 85-мм пушкой. Возросшая до 32,5 т масса практически не сказалась на подвижности танка;
— высокая технологичность: сравнительная простота как общей компоновки, так и отдельных агрегатов и систем способствовала налаживанию массового выпуска Т-34 с привлечением малоквалифицированной рабочей силы. Кроме того, упрощалось производство благодаря малому ассортименту брони различной толщины:
— большой объем МТО, легкий доступ к агрегатам трансмиссии и простота устройства ходовой части упрощали и производство, и ремонтопригодность машины. Высокая ремонтопригодность часто позволяла возвращать машины в строй под огнем противника, в то время как немецкие танки в большинстве случаев подлежали ремонту в специализированных подразделениях только после эвакуации с поля боя;
— расположение боекомплекта на днище в боевом отделении танка хоть и влияло на увеличение высоты корпуса, но одновременно улучшало его защиту, так как это наиболее защищенное и менее всего подверженное попаданиям снарядов место.
Продолжение следует
Михаил Никольский