Танковое вооружение на пороге XXI века

Владимир Одинцов

В настоящее время танк рассматривается преимущественно как оружие ближнего (контактного) боя, действующее по принципу «вижу-стреляю». Существует две основных концепции танка как системы оружия ближнего боя. Согласно одной из них, основной задачей танка является борьба с танками противника, представляющими основную опасность (по принципу «бей равного»), а оборона от наземных и воздушных танкоопасных средст в должна осуществляться танковым «шлейфом», т.е. сопровождающими его БМ11 и самоходными зенитными установками. Следует отмстить, что концепция, исходящая из представления о том, что главную угрозу для танка создаст танк противника, не подтверждает ся ходом военных действий. Так, в ходе четвертой арабо-израильской войны 1973 года потери танков распределялись следующим образом: от действий ПТРК- 50%, от действий авиации, ручных противотанковых гранатометов, противотанковых мин – 28%, от огня танков только – 22%.

Другая концепция, напротив, исходит из взглядов на танк как на автономную систему оружия, способную самостоятельно решать все боевые задачи ближнего боя, в том числе и задачу самообороны.

Существует и иное воззрение на танк как на универсальное огневое средство, которое должно быть способным вести как ближний, так и дальний огневой бой. В основном оно объясняется стремлением использовать огромную в процентном отношении огневую мощь танков в общевойсковых интересах (танковая дивизия США имеет в своем составе 250 танков и только 36 орудий калибра 155 мм) и резко возрастающей долей участия вооруженных сил в подавлении вооруженных конфликтов в «горячих точках», в которых вероятность «классических» столкновений массовых танковых групп невелика. Придание танковому оружию свойства дальнобойности существенно изменит облик ганка, формируя некий гибрид танка и самоходного орудия.

С другой стороны, дальнобойность может оказаться весьма полезной самим танковым соединениям при подавлении танков и танкоопасных целей противника в глубине обороны, т.е. реализации концепции борьбы со вторыми эшелонами (обеспечения перевеса до вступления в контактный бой). Такие возможности появились в последние годы в связи с разработкой высокоточною оружия, кассетных снарядов свободного рассеивания и полевых информационных систем.

По оценкам специалистов, троекратный залп бригады танков но бригадной танковой колонне противника на дальности 15 км 140-мм кассетными снарядами свободного рассеивания может вывести из строя до 20% танков, самоприцеливающимися снарядами типа SADARM – до 30%, а самонаводящимися снарядами типа EPHRAM – до 40% танков противника.

История развития танковой артиллерии свидетельствует о тенденции непрерывного увеличения калибра.

Непрерывный рост толщины брони танка, достигающей в настоящее время для лобовой проекции в пересчете на монолит в нормаль 1000-1100 мм требует дальнейшего увеличения калибра пушки (или диаметра ПТУР) до 140-150 мм. Диаметры ПТУР уже давно достигли этого уровня (152-мм отечественный ПТУР «Корнет-Э» и американский ПТУР TOW). Увеличению калибра пушки препятствуют ограничения на импульс отдачи (проблема динамической совместимости орудия с платформой), жесткий лимит на общую массу танка (максимум 55 тонн), что связано с ограничениями по железнодорожной и автомобильной транспортировке и резкое снижение численности боекомплекта с ростом калибра. Закон убывания численности при фиксированной массе системы оружия (орудие+боекомплект) 3000 кг близок к линейному. На графике нанесена также условная граница минимальной численности боекомплекта (п=25). В качестве этой границы принята средняя численность операционной части боекомплектов для четырех основных танков.

Калибр, соответствующий n=25, близок к 140 мм. Этот калибр рассматривается как перспективный для гладкоствольной пушки всеми основными танкопроизводящими странами НАТО, в том числе и США (опытная 140-мм танковая пушка ХМ291).

Все современные основные танки имеют пушечное вооружение. В отечественных танках пушка используется также как пусковая установка ПТУР. Многочисленные попытки разработки чисто ракетных танков не увенчались успехом.

Примечание: танк обр.287 был вооружен дополнительно двумя 73-мм

Зависимость численности танкового боекомплекта от калибра орудия при фиксированной массе системы оружия

Конструктивные схемы пусковых установок ракетных танков

А – вертикальный старт; Б – наклонный старт; В – горизонтальный выброс; Г- поворот перед пуском

Компоновочные схемы существующих и перспективных пушечных танков

Между тем ракетные танки имеют ряд несомненных преимуществ:

• снимается ограничение по калибру и проблема динамической совместимости орудия и платформы;

• снимается ограничение по живучести ствола (для пушки Д-81 – 10 боекомплектов);

• понижаются стартовые перегрузки (при выстреле перегрузка 20.000, при пуске ракеты <1000), что позволяет применять более рациональную конструкцию боевой части и системы управления снарядом;

• снимаются ограничения по дальности стрельбы;

• резко возрастают возможности борьбы танка с воздушными целями, в первую очередь с противотанковыми вертолетами.

• появляется реальная возможность достичь скоростей снаряда 2000…2500 м/с;

Такое увеличение скоростей приведет к появлению принципиально нового мощного танкового боеприпаса – управляемой гиперзвуковой бронебойной ракеты кинетического действия. Имеются сведения о разработке такой ракеты фирмы LTV (США). Фирма Эллайент Тексистемз (США) сообщила о разработке 120- мм бронебойной управляемой ракеты кинетического действия ТЕRМ – КЕХМ 1007, выстреливаемой из ствола танковой пушки. Ракета действует по принципу «выстрелил-забыл» с использованием ГСН миллиметрового диапазона (см. также патент №2108537 РФ).

Компоновка ракетных танков определяется в первую очередь типом старта (вертикальный, наклонный, с горизонтальным выбросом ракеты) и видом пусковой установки (ПУ) (многоствольная, одноствольная с автоматом заряжания). Наиболее компактное размещение ракет, простота конструкции и достаточно высокая скорострельность обеспечиваются в многоствольной ПУ с вертикальным стартом непосредственно из контейнера, однако при э том накладываются существенные ограничения на длину ракеты.

Основные возражения против чисто ракетных танков сводятся к следующим:

• увеличивается полетное время боеприпаса;

• управляемая ракета более уязвима, чем снаряд, при воздействии на них комплекса активной защиты танков («Арена», «Дрозд»).

• стоимость ракеты и ее обслуживания в процессе хранения значительно выше стоимости артиллерийского выстрела;

• обслуживание и стрельба ракетами требует высокой квалификации персонала, трудно реализуемой в условиях призывной (не контрактной) армии.

Несомненно, определенную роль играют также и психологические моменты, связанные с отказом от традиционной схемы оружия с многолетним опытом успешного применения, а в известной степени и с недоверием к надежному действию сложных электронных систем управляемых ракет в условиях реального боя. В целом многое позволяет предполагать, что в течение первой четверти XXI века определяющая роль сохранится за пушечным танком.

Значительные расхождения существуют в прогнозах о конструктивных схемах размещения пушки будущего танка. Наряду с классической схемой с полноповоротной башней рассматривается как весьма перспективная безбашенная схема с вынесенной пушкой, а также компромиссные варианты – капонирная схема (танк STRV-103B), полубашенная и другие.

Впервые гладкоствольное орудие было установлено на отечественном танке Т-62 (115-мм пушка У5-ТС «Молот»). Существует распространенное мнение, что причиной возврата танковой артиллерии к гладкоствольным орудиям было введение в боекомплект танка подкалиберного снаряда с отделяемым поддоном, стабилизируемого на полете оперением (БОПС – бронебойного оперенного подкалиберного снаряда). Это мнение является ошибочным, так как БОПСом можно вполне успешно стрелять и из нарезных орудий. Например, танк М60А1 был вооружен 105-мм нарезной пушкой М68, имевшей в своем боекомплекте оперенные снаряды М735, М744, М797, М833, GD105 и другие. Истинная же причина появления гладкоствольной танковой пушки состояла в стремлении устранить вредное влияние вращения на действие кумулятивного снаряда.

В настоящее время все основные танки, за исключением «Челленджера» (Великобритания) и «Арджуны» (Индия), вооружены гладкоствольными пушками. Перспективная европейская 140 мм танковая пушка тоже является гладкоствольной. Тем не менее, спор между гладкоствольными и нарезными танковыми пушками не закончен. Сторонники нарезных орудий указывают на такие недостатки гладкоствольных систем, как:

• большое аэродинамическое сопротивление движению снаряда за счет оперения и, как следствие, небольшая дальность стрельбы;

• низкая живучесть гладкоствольных орудий, в особенности, при стрельбе подкалиберными снарядами;

• низкая точность стрельбы.

Опытный ракетный танк об.287

Т-62. На этом танке впервые было установлено гладкоствольное орудие (115-мм пушка У5-ТС ¦•Молот»)

Т-72. Основное вооружение – 125-мм гладкоствольная пушка 2А46

Т-80УД. Основное вооружение – 125-мм глалкоствольная пушка 2А46М-1

Основной боевой танк Т-80У

Действие снаряда с траекторным доворотом

1 – отстрел балластной массы; 2 – процесс доворота; 3 -подрыв снаряда

Указывается также, что с развитием динамической брони и средств активной защиты танков, кумулятивный снаряд может оказа ться полностью неэффективным и будет исключен из танковых боекомплектов, что приведет к утрате указанного выше главного преимущества гладкоствольного орудия. Малая дальность стрельбы оперенными калиберными снарядами не позволяет решать задачи подавления целей в глубине обороны противника.

С другой стороны, для невращающихся (или слабовращающихся) снарядов гладкоствольных пушек значительно легче решаются проблемы точного наведения и управления действием, в том числе действием крышебойных снарядов, снарядов с траекторным доворотом и т.п.

В целом следует признать, что на сегодня нет достаточно обоснованного ответа на вопрос о типе перспективной танковой пушки (нарезная или гладкоствольная).

В зарубежных танках «Абраме», «Леопард-2» используются унитарные выстрелы с ручным заряжанием, осуществляемым четвертым членом экипажа. В отечественных танках Т-72, Т 80, Т-90 применяются выстрелы раздельного заряжания со сгорающей гильзой, а заряжание осуществляется автоматом заряжания, что позволило сократить экипаж танка до трех человек (командир, наводчик, водитель) и одновременно существенно повысить темп стрельбы. Автомат заряжания включает вращающийся кольцевой транспортер с вертикальной осью, расположенный на полу танка и содержащий радиалыю расположенные кассеты со снарядами и пороховыми зарядами, элеватор, поднимающий кассеты на линию заряжания, и ценной досылатель, расположенный в погоне башни, а также устройство выброса из танка поддона сгорающей гильзы. Расположение транспортера в полу танка за сравнительно слабой броней и наличие в транспортере большой массы легковоспламеняемых сгорающих гильз привело к многочисленным случаям гибели танков в региональных конфликтах при попадании кумулятивных гранат ручных противотанковых гранатометов в пространство между задними катками.

Главным элементом танкового боекомплекта является бронебойный оперенный подкалиберный снаряд (БОПС) (но терминологии США APFSDS- Armor Piercing Fin Stabilized Discarding Sabot-бронебойный снаряд, стабилизированный оперением с отделяющимся поддоном). Его основным преимуществом является высокая начальная скорость снаряда (1600… 1800 м/с), что обуславливает малое полетное время и, как следствие, большую дальность прямого выстрела (2500…3000 м), примерно на тысячу метров превышающую соответствующую дальность для кумулятивного снаряда. Другим важным преимуществом БОПС перед кумулятивным снарядом является существенно меньшая подверженность его воздействию динамической и, в особенности, активной защиты танка.

Отечественные БОПС ранних конструкций (ЗБМ12, ЗБМ15, ЗБМ17, ЗБМ22) выполнялись с двухбазовым центрированием в канале ствола на трехсекторный поддон и перья стабилизатора. В настоящее время большинство БОПС имеет двухбазовый секторный поддон, что позволяет уменьшить размеры стабилизатора и, следовательно, аэродинамическое сопротивление воздуха (отечественные БОПС ЗБМ32, ЗВБМ17).

Основным органическим недостатком БОПС с секторным поддоном являегся возможность радиального раздвигания секторов уже в канале ствола, откуда вытекают неприятные следствия:

• большой износ ствола, быстро прогрессирующий по мере его увеличения;

• невозможность использования дульных тормозов.

Современные зарубежные танки, вооруженные 120 -мм гладкоствольными пушками («Абраме» М1А1 (США), «Леопард»2А4 (ФРГ), «Лсклсрк» (Франция), «Меркава»МкЗ (Израиль), танк «90» (Япония)) имеют в боекомплекте снаряды только двух типов БОПС и кумулятивно осколочный (КОС). Осколочно-фугасное действие отодвинуто на второй план и регулируется как побочное при действии кумулятивно-осколочного снаряда. Имеет место очевидное дублирование бронебойного действия в ущерб другим задачам танка. Объяснение этому нужно искать в концепции «бей равного» (см. выше). Также считается малосущественной проблема борьбы одиночного танка с танкоопасными средствами, находящимися в сооружениях, например, в зданиях при операциях в населенных пунктах.

В условиях скоротечного маневренного танкового боя, особенно при пересеченном рельефе и задымленности, определяющим фактором является стремление к мгновенному выстрелу по танку в момент его появления, что связано с необходимостью иметь постоянно заряженное орудие. В этом случае любой снаряд боекомплекта должен обеспечивать эффективное действие по броне. Боекомплект из двух типов бронебойных снарядов построен именно на этом принципе. Несмотря на известный пессимизм в отношении будущего кумулятивных снарядов, следует признать, что их возможности еще далеко не исчерпаны. Большие надежды связываются с разработкой тандемных снарядов с двумя кумулятивными воронками одна из которых предназначена для снятия динамической защиты, а вторая – для пробивания основной брони. Серьезное внимание уделяется разработке снарядов, поражающих танк ударным ядром сверху (например 120-мм снаряд ХМ943 STAFF США).

Разделение двухбазового поддона после вылета БОПС из канала ствола

155-мм кассетный снаряд М483А1 с осколочно- кумулятивными БЭ (88 шт.)

1 – дистанционный взрыватель;

2 – вышибной пороховой заряд;

3-диафрагма;

4 – корпус снаряда;

5 – кумулятивно-осколочный боевой элемент М42 (М46);

6 – срезаемое дно снаряда

Кумулятивно-осколочный боевой элемент (пат. США №5153371)

1 – петлевой стабилизатор;

2 – ударный инерционный взрыватель;

3 – кумулятивная воронка;

4 – осколочная оболочка

Бронебойный оперенный подкалиберный снаряд 125-мм танковой пушки Д-81

1 – баллистический наконечник; 2 – бронебойный стержень; 3-отделяемый трехсекторный поддон; 4 – стабилизатор; 5 – трассер

Самоприцеливающийся крышебойный БЭ на принципе «ударного ядра» 155-мм кассетного снаряда SMArl (ФРГ)

Взрыв самоприцеливающегося боевого элемента снаряда SMArt

Напротив, концепция танка как автономной системы оружия, способной решать все боевые задачи, в том числе и задачу самообороны, требует в первую очередь наличия в боекомплекте снаряда, способного эффективно поражать танкоопасные цели. Эта задача не может быть решена штатными ОФ снарядами с ударными взрывателями по той причине, что при настильной стрельбе снарядами с ударным взрывателем на осколочное поражение одиночных целей имеет место крайне неудовлетворительное согласование плотности рассеивания точек падения снарядов и координатного закона поражения.

В настоящее время выделяется два основных направления в разработке многоцелевого танкового снаряда:

• использование штатного ОФС с обеспечением траекторного разрыва в зоне достоверного поражения с помощью неконтактного взрывателя или высокоточной системы управления огнем (СУО) с дистанционным взрывателем;

• разработка новых схем снарядов, обеспечивающих эффективное действие при использовании СУО средней точности с дистанционными взрывателями.

Первое направление обеспечивает наиболее высокий уровень вероятности поражения цели, но его развитие связано с преодолением ряда принципиальных трудностей. Неконтактные взрыватели оптического или радиолокационного типа с конической поверхностью срабатывания, обеспечивающие надежное действие по воздушным целям, непригодны для действия но наземным малоразмерным целям, что объясняется, с одной стороны, их низкой ИК и радиолокационной аппертурой, а с другой – сильным экранирующим влиянием поверхности земли, рельефа, растительности и т.п. Необходим поиск новых схем неконтактных взрывателей, в том числе многоканальных, способных отделять малозаметные цели от фона по совокупности признаков. Этот же фактор, т.е. трудность отделения цели от фона и невозможность определения точного расстояния до цели, препятствует разработке высокоточной СУО с дистанционным взрывателем

Второе направление включает разработку танковых многоцелевых снарядов следующих видов:

• снарядов осевого (пучкового) действия;

• снарядов с доворотом;

• кассетных снарядов.

Применение э тих схем снарядов не требует разработки высокоточных СУО или неконтактных взрывателей. Их общим признаком является наличие поля поражения, вы тянутого вдоль траектории снаряда.

Снаряды с осевыми направленными потоками Г'ПЭ, содержащие заряд ВВ, могут быть реализованы в виде трех основных схем:

• осколочно-пучковые снаряды (пат.№2018779, 2108538 РФ (НИИ СМ МГТУ) , №2137085 РФ (ФНПЦ «Прибор») см. также «Военный парад» №6, 1996, «Техника и вооружение» №№4,7 , 1999);

• осколочно-кинетические снаряды с зарядом детонационноспособного твердого топлива двойного назначения (пат.№2082943, 2095739 РФ);

• осколочно-пучковые снаряды с разделенными во времени выбросом блока ГПЭ и подрывом осколочной боевой части (схема «СВАРОГ» заявки №98117004, 99110540).

Последняя схема рассматривается специалистами как наиболее многообещающая. Она обеспечивает наиболее полное использование энергетических ресурсов снаряда. Цель поражается комбинированным воздействием осевого потока ГПЭ и кругового поля осколков боевой части, причем первый поражает переднюю проекцию цели, а второе – боковые проекции.

Комбинированное воздействие блока ГПЭ и боевой части на воздушную цель наряду с поражением ее различных проекций может привести к возникновению новых суммарных эффектов. Примером может служить интенсивное разрушение тонкостенных аэродинамических панелей летательных аппаратов за счет нанесения осевым потоком ГПЭ множественных повреждений панели, являющихся очагами разрушения, с последующим разрушением ослабленных панелей компрессионным действием заряда ВВ боевой части. Другим примером может служить интенсификация действия ГПЭ блока при исполнении их в виде зажигательных элементов. При выбросе блока назад ГПЭ подходит к цели позже осколков боевой част и. В этом случае осколки боевой части пробивают топливные баки и обеспечивают истечение топлива в атмосферу с образованием паро воздушной смеси, а подходящие позже зажигательные ГПЭ вызывают ее воспламенение.

Противотанковая ракета кинетического действия (пат. №2108537)

1 – корпус; 2 – сопловой блок; 3 – сопло; 4 – заряд твердого топлива; 5 -задняя часть стойки; 6 – бронебойный стержень; 7-передняя часть стойки; 8 – продольные ребра; 9 – отсек управления; 10 – головка самонаведения; 11 -рули; 12 – крылья (стабилизаторы)

Схема действия легкогазовой пушки

1 – камера сгорания пороха; 2 – поршень; 3 – легкий газ; 4 – снаряд; 5 -ствол; 6 – продукты сгорания пороха

Возвращаясь к вопросу о танковых снарядах дальнего действия, способных поражать скопления бронецелей в глубине обороны противника, следует отметить, что наиболее широкие перспективы для этих снарядов откроются при увеличении калибров танковых пушек до 140 или даже до 152-155 мм. Представление о характеристиках и возможностях современных кассетных артиллерийских снарядов можно получить на примере 155-мм кассетного снаряда М483А1, успешно применявшегося во время войны в Персидском заливе. Снаряд имеет массу 46.5 кг и содержит 88 кумулятивно-осколочных боевых элементов М42. Боевой элемент М42 имеет диаметр 38,9 мм, массу 182 г, массу заряда ВВ (А 5) 30,5 г. Суммарная масса БЭ составляет 16 кг, т.е. 0,344 полной массы снаряда. Боевой элемент М42 имеет бронепробитие в нормаль порядка 60…65 мм.

Использование в танковой артиллерии корректируемых снарядов типа «Сантиметр», «Краснополь», «Китолов» с полуактивной оптической ГСН считается малоперспективным ввиду трудностей организации подсвета удаленных целей лазерным целеуказателем. Более современный этап развития высокоточного оружия воплощают снаряды, не требующие внешней подсветки цели и реализующие принцип «выстрелил-забыл». К ним в первую очередь относятся снаряды типа SADARM, выбрасывающие из корпуса два- три самоприцеливающихся боевых элемента, поражающих броневые цели сверху самоформирующимися ударниками («ударными ядрами»), и снаряды типа «Артстрикс», EP11RAM, выбрасывающие один самонаводящийся боевой элемент. Наведение на цель осуществляется с помощью ИК двухдиапазонной ГСН.

Дальнейшее увеличение начальной скорости снаряда ограничивается существованием теоретического предела этой скорости 2200…2400м/с в классической схеме орудия с метательным пороховым зарядом.

При высокой скорости снаряда давление в заснарядном объеме не успевает выравниваться по длине объема, т.е. давление на дно снаряда оказывается существенно меньшим давления на дно камеры. Это объясняется низкой скоростью волнообмена в продуктах сгорания пороха, в свою очередь определяемой низкой скоростью звука в них. 11ри этом энергия части продуктов сгорания, примыкающей к дну камеры, оказывается неиспользованной.

Увеличение скорости волнообмена, а, следовательно, и увеличение скорости метания могут быть достигнуты заменой пороховых газов в качестве рабочего тела легкими газами (водород, гелий), имеющими высокую скорость звука. Легкогазовая пушка содержит камеру сгорания пороха, камеру с легким газом, сжимаемым поршнем, и ствол с помещенным в нем снарядом.

При массе легкогазовой пушки 2 т снаряду массой I кг может быть сообщена скорость 2500…3000 м/с. Недостатком легкогазового орудия является низкая скорострельность, связанная со сложной процедурой его перезаряжания. При двухпушечной схеме танка (например, «Леопард-3» ФРГ), в качестве одной из пушек может быть установлена легкогазовая пушка, используемая как «орудие одного выстрела» для поражения танка противника на большом удалении.

Еще более радикальным способом повышения скорости снаряда является использование электромагнитных или электротермохимических пушек. Электромагнитные пушки могут обеспечить начальную скорость снаряда 4000…5000 м/с. Работы в этом направлении ведутся уже давно. Основная трудность заключается в разработке накопителей электрической энергии, в первую очередь конденсаторных батарей, с высокой объемной плотностью энергии. По мнению специалистов, в первом десятилетии XXI века эта величина может достигнуть 20…30 МДж/м3 . При массе снаряда 3 кг и начальной скорости 4000 м/с его кинетическая энергия составляет 24МДж, а расходуемая электрическая энергия на один выстрел с учетом КПД установки – 60…80МДж. Для производства серии из трех выстрелов без дозарядки батарей общий запас энергии должен составлять в среднем 210МДж, что в пересчете на объем батарей составляет 7… 10 м3 . Такой объем с трудом размещается внутри танка. Достигнутая на сегодня энергетическая плотность батарей существенно ниже указанной величины и составляет единицы МДж/м3 .

Разрабатываемый в настоящее время в США полностью электрический танк AET (All Electric Tank) предполагается оснастить электромагнитной пушкой разработки Пикатинского арсенала калибра 80 мм массой до 2,7 тонны с массой снаряда Зкг, начальной скоростью 2500…3000 м/с и дальностью прямого выстрела 4000 метров. Введение танка в строй ожидается не ранее 2020 года.

Не подлежит сомнению, что с развитием основного вооружения танка будет пересматриваться и состав его дополнительного вооружения (для отечественных танков в него входят курсовой 7,62 мм пулемет и зенитный 12,7-мм пулемет, дымовые гранатометы, комплексы активной защиты танка «Арена» или «Дрозд»), Достаточно давно обсуждается вопрос установки на танк малокалиберной автоматической пушки, например, 30-мм штатной 2А42 (2А72) или перспективной 40-мм пушки. Это вооружение резко повысило бы возможности танка в борьбе с танкоопасными целями, в первую очередь с установками ПТУР и противотанковыми вертолетами. При переходе к ракетным танкам установка автоматических пушек становится насущно необходимой.

В качестве промежуточной меры, позволяющей повысить огневой потенциал танка в борьбе с танкоопасной живой силой на ближней дистанции может рассматриваться установка на танк автоматических гранатометов, например, штатного 30-мм гранатомета АГС-17 или перспективного 40-мм гранатомета.

Ростислав Ангельский