ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 
 




МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МИШЕНИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОТИВОТАНКОВЫХ СНАРЯДОВ

В. В. ВОРОТНИКОВ, канд. техн. наук Г. М. СТЕРНИК

 

Составной частью эффективности вооружения танка является эффективность действия снаряда по бронированным целям (могущество действия снаряда у цели). Величина бронепробивной способ­ности включается в приемочную характеристику противотанкового снаряда (ПТС) в виде толщины стальной брони, пробиваемой данным снарядом под определенным углом и на фиксированной даль­ности. По этой характеристике нельзя в полной мере оценить эффективность действия снаряда, так как в ней не отражается весь возможный диа­пазон дальностей обстрела и углов встречи снаряда является эффективность действия снаряда по бронированным целям (могущество действия снаряда у цели).

Величина бронепробивной способности включается в приемочную характеристику противотанкового снаряда (ПТС) в виде толщины стальной брони, пробиваемой данным снарядом под определенным углом и на фиксированной дальности. По этой характеристике нельзя в полной мере оценить эффективность действия снаряда, так как в ней не отражается весь возможный диа­пазон дальностей обстрела и углов встречи снаряда с броней в бою. Кроме того, бронирование современных танков отличается высокой степенью диф­ференцирования по толщине бронедеталей, а также разнообразием применяемых броневых материалов и типов бронирования (экранированное, многослой­ное и т. д. [6]).


Поэтому все большее распространение получает показатель эффективности действия снаряда в виде вероятности поражения некоторого бронеобъекта при одном попадании [1, 3, 4].

Обычно вероятность поражения бронеобъекта рассчитывается на основе математического моделирования процесса его обстрела в заданных усло­виях. При расчетах по математической модели об­стрела необходима исходная информация трех классов. К первому классу относятся точностные характеристики комплекса вооружения в различ­ных условиях стрельбы; ко второму— данные о действии снаряда по бронепреградам различных типов в широком диапазоне условий его встречи с броней [1]; третий класс информации представ­ляет собой данные о геометрии элементов броневой защиты обстреливаемого бронеобъекта [3].

Для оценки ПТС, которые состоят или будут со­стоять на вооружении в заданный период времени, целесообразно в качестве обстреливаемого броне­объекта (мишени) использовать образцы зарубеж­ных танков, которые будут приняты на вооруже­ние в этом периоде. Однако, как правило, оконча­тельные варианты конструкций этих танков бывают еще не отработаны, и поступающая информация о них (особенно, об их бронировании) бывает от­рывочна и противоречива.

Естественным выходом является синтез мишени на основе прогнозирования основных параметров перспективных зарубежных танков с дополнением и уточнением результатов прогноза информацион­ными данными и расчетами.

В настоящее время разработана и используется мишень «Перспективный основной танк 80-х годов» (мишень-80).

Мишень отражает основные характеристики за­рубежных основных боевых танков, проектируемых к разработке на период 1975—1985 годов.

научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработках, выполняемых за рубежом.

Основные характеристики танков (компоновоч­ные, габаритные, весовые, защитные) тесно связа­ны друг с другом. Однако в танкостроении исто­рически складываются определенные тенденции развития отдельных свойств (характеристик) тан­ков. Это позволяет некоторые из них анализиро­вать независимо друг от друга.


В качестве существенных независимых характе­ристик перспективной мишени приняты: высота до крыши башни; относительный вес броневой защиты; уровень противоснарядной стойкости лобовых и бортовых деталей корпуса и башни; величина за­бронированного объема корпуса и башни. Количественные значения характеристик определялись пу­тем расчета и построения аналитических и графи­ческих зависимостей этих характеристик от года принятия танка, на вооружение (зона I), выявления тенденций их изменения (зона II) и прогнозирова­ния соответствующих величин методом экстраполя­ции (зона III). Для этого были взяты характерис­тики двадцати основных модификаций танков, свя­занных единым классификационным признаком (средняя весовая категория), выпускаемых серийно в основных капиталистических странах (США, Анг­лии, Франции, ФРГ) с 1937 года и разрабатывае­мых в настоящее время. Диапазон выбранного пе­риода предыстории обеспечивает двойное превыше­ние относительной глубины прогнозирования [5].

Как видно из графика рис. 1, высота танка неиз­менно снижается, и нет факторов, указывающих на возможное изменение этой тенденции в прогнози­руемый период.


Высота танка складывается из высоты корпуса, башни и значения клиренса. Клиренс танков имеет значения 450—610 мм, а попыткам его уменьшения препятствуют требования по проходимости. Высота корпуса зависит, в основном, от высоты двигателя, которая имеет тенденцию к уменьшению (особенно с учетом возможного применения газотурбинных

 

Рис. 1. Зависимость высоты танков от времени принятия их в серийное производство:
I — зона количественного анализа (ап¬проксимации); II—зона качественного анализа (выявления тенденции); III — зо¬на монотонной экстраполяции

Рис. 1. Зависимость высоты танков от времени принятия их в серийное производство:

I — зона количественного анализа (ап­проксимации); II—зона качественного анализа (выявления тенденции); III — зо­на монотонной экстраполяции

 

Осуществление этого положения достигнуто сбором, анализом и обобщением доступной инфор­мации о существующих, разрабатываемых зару­бежных танках и тактико-технических требованиях к перспективным образцам, а также данных о двигателей) и в настоящее время составляет 900—1300 мм. Высота башен зависит от типа ору­дия, его калибра и углов склонения орудия. Учиты­вая, что на танках 80-х годов будут, очевидно, уста­навливаться высокобаллистические пушки калибра 105—120 мм, а углы склонения орудий не будут превышать 10°, можно предположить, что высота башен основных танков будет равна 700—800 мм. Следовательно, высота перспективного основного танка может лежать в интервале 2000—2300 мм. На этом основании высота мишени-80 выбрана равной 2200 мм.


На рис. 2 показан уровень противоснарядной стойкости лобовых деталей корпусов танков. Пока­зателем стойкости к действию бронебойных и куму­лятивных снарядов выбрана толщина стальной бро­ни, расположенной под углом 0° к вертикали и эк­вивалентной по стойкости данной броневой детали при ее обстреле снарядами современной серийной танковой пушки. Величина показателя стойкости к бронебойному подкалиберному снаряду Впэкв для стальных лобовых деталей танков определяет­ся с помощью экспериментальных кривых противо­снарядной стойкости стальной брони, величина по­казателя стойкости стальных лобовых деталей к действию кумулятивных снарядов Впэкв рассчи­тывается [2].

 

Зависимость уровня противоснаряд¬ной стойкости лобовых деталей танков к дей¬ствию бронебойно-подкалиберных (а) и ку¬мулятивных (б) снарядов

Зависимость уровня противоснаряд¬ной стойкости лобовых деталей танков к дей¬ствию бронебойно-подкалиберных (а) и ку¬мулятивных (б) снарядов

Рис. 2. Зависимость уровня противоснаряд­ной стойкости лобовых деталей танков к дей­ствию бронебойно-подкалиберных (а) и ку­мулятивных (б) снарядов от времени приня­тия танков в серийное производство (пунк­тир— для танков АМХ-63 и «Леопард-1»)

 

Как видно из рис. 2, уровень противоснарядной стойкости лобовых деталей танков неуклонно воз­растает. В послевоенный период существовали раз­личные взгляды в зарубежном танкостроении на значение броневой защиты для эффективности танка, вследствие чего танки АМХ-63 и, возможно, «Леопард-1» имели сниженный уровень защиты по сравнению с американскими и английскими танками.


Тенденция возрастания стойкости лобовых де­талей корпуса и башни танков, по имеющимся дан­ным о бронировании танков «Леопард-2» и XM-I [6], [7], сохраняется. Особенно заметно возраста­ние противокумулятивной стойкости лобовой брони, связанное с разработкой [6, 8] и применением на танках специальной противокумулятивной брони — многослойной (комбинированной) и разнесенной из различных материалов. Эквивалентная стой­кость зарубежных танков на 1980 год при обстреле снарядами серийной танковой пушки оценивается в 350—400 мм стальной брони по бронебойному подкалиберному снаряду и 550—600 мм по кумуля­тивному.

Уровень противоснарядной стойкости бортовых проекций разрабатываемых зарубежных танков, по данным различных источников, можно оценить в 250—300 мм стальной брони. Эта величина и при­нята для мишени-80.

Как следует из рис. 3, вес броневой защиты в настоящее время стабилизировался на уровне 20—22 тс и составляет 45—55% веса танка. Уста­новлено, что вес броневой защиты башни перспек­тивных образцов танков увеличивается больше, чем вес корпуса и составляет примерно 30—40% от веса защиты танка. При общем весе мишени 45 тс вес брони корпуса принят равным 13,5 тс, а вес брони башни 8,5 тс.

Забронированный объем корпусов и башен су­ществующих зарубежных танков колеблется от 10,8 м3 у танка АМХ-63 до 13,8 м3 у танка «Чифтен» МкЗ по корпусу и от 2 м3 (АМХ-63) до 5,0 м3 (М-60А1) по башне. Учитывая, что габаритные раз­меры перспективных танков имеют некоторую тен­денцию к уменьшению, а сокращению внутреннего объема препятствует необходимость размещения дополнительного оборудования, забронированный объем мишени принят по нижнему уровню суще­ствующих значений: по корпусу — 11 м3 , по баш­не — 2,3 м3 .


Полученные таким образом основные независи­мые характеристики мишени с достаточной полно­той отражают защитные свойства перспективных танков. Вместе с тем их необходимо дополнить важ­ной качественной характеристикой, по отношению к которой рассчитываемый показатель эффектив­ности действия снаряда является весьма критич­ным. Этой характеристикой является набор типов бронирования. По данным [6, 7, 8], на перспектив­ных зарубежных танках можно ожидать три типа бронирования: монолитное, комбинированное и разнесенное (экранированное). Для комбинированной брони возможно применение слоев из стали, алю­миния, керамики [6, 8].

Такие типы бронирования и выбраны для ми­шени. Лобовые детали корпуса и башни мишени представлены комбинированной броней с заданным уровнем противоснарядной и противокумулятивной стойкости, верхняя часть бортов корпуса представ­ляет собой разнесенную, нижняя — экранирован­ную броню. Остальные детали представлены моно­литной броней.

Для конструктивной прорисовки объемной ми­шени, помимо основных независимых характерис­тик, необходим ряд дополнительных количествен­ных и качественных характеристик. Они являются производными от основных характеристик, поэтому назначались с учетом результатов анализа подоб­ных характеристик существующих или разрабаты­ваемых образцов. Например, форма корпуса и баш­ни мишени были выбраны на основании анализа существующих форм корпусов и башен и расчет­ных данных по их противоснарядной стойкости. Было отобрано три формы корпуса (призматиче­ская, Т-образная и корытообразная) и три формы башен (эллипсовидная, усеченной пирамиды, приз­матическая). Построены математические модели корпусов и башен при одинаковых габаритах и весе бронирования и сделан расчет их противоснаряд­ной стойкости по критерию вероятности поражения при одном попадании выбранным снарядом. Расче­ты показали, что наибольшей стойкостью обладают Т-образный корпус и призматическая башня, кото­рые и были взяты для мишени.

Угол наклона лобовых деталей мишени выбран из следующих соображений. Существовавшей до последнего времени тенденции увеличения углов наклона (на танке «Чифтен» он доведен до 75°) противостоят такие факторы, как компоновочные затруднения, связанные с размещением внутренне­го оборудования танка, необходимость рациональ­ной конструкции многослойной брони и др. По­этому для корпуса мишени принят угол наклона лобовой детали, равный 65°, а для башни — 45°.

Толщина брони тех деталей мишени, которые не определены при назначении основных независи­мых характеристик, выбиралась, исходя из требо­ваний обеспечить защиту от крупнокалиберного пу­лемета и осколков снарядов при выбранных значе­ниях общего веса броневой защиты и заброниро­ванного объема.


Внутреннее оборудование мишени выбрано из анализа существующих и перспективных компоно­вочных решений, перечня агрегатов, их габаритов и объемов путем геометрических построений, выпол­ненных в масштабе.

Внешний вид и схема бронирования мишени представлены на рис. 4.

Мишень представляет собой упрощенный танк (нет люков, поручней, отверстий под приборы, про­жекторов, зенитных пулеметов и т. д.), состоящий из корпуса, вращающейся башни, ходовой надгусеничных полок, экранов и внутреннего обо­рудования.

Математическая мишень по наружной поверх­ности аппроксимирована 111 элементами, из кото­рых 89 приходится на корпус и наружное оборудо­вание корпуса (ходовая часть, полки, экраны) и 22 элемента на башню с пушкой. Внутреннее обо­рудование мишени представлено 63 агрегатами и тремя членами экипажа. Влияние выхода из строя экипажа, агрегатов и приборов на сохранение тан­ком боеспособности отображается функциональной схемой, связывающей эти элементы.

 

Внешний вид и схема брониро¬вания мишени-80

Рис. 4. Внешний вид и схема брониро­вания мишени-80


 

 

Многочисленные результаты расчетов, проведен­ные в разных организациях отрасли, показывают, что разработанная математическая модель мишени перспективного основного зарубежного танка яв­ляется достаточно критичной к различным калиб­рам танковых и противотанковых пушек и их бое­припасам.

Необходимо отметить, что подобные расчеты возможны только при наличии системы исходных данных первого и второго классов. Особенно важно подчеркнуть, что информация о действии каждого из снарядов на различные типы преград при раз­личных условиях обстрела в настоящее время мо­жет быть получена только прямым натурным экспе­риментом. Лишь отдельные характеристики броне­бойного действия некоторых снарядов могут быть получены экспериментально-расчетным методом.

Использование математической модели мишени «Перспективный основной танк-80» позволяет дать однозначную сравнительную оценку эффективности действия снарядов по вероятности поражения в раз­личных условиях ее боевого использования.

 

ЛИТЕРАТУРА

  1. Брызгов В. H., Озеров Б. H., Стерник Г. М. К расчету воздействия кумулятивных боеприпасов на броне­вую защиту танка. «Вопросы специального машиностроения», сер. III, вып. 2 (17), 1973.
  2. Брызгов В. H., С т е р н и к Г. М. Об оценке качества кумулятивных снарядов, — «Боеприпасы», 1973, № 1.
  3. Вильховченко Н. H., Сычев Л. Е. Общие прин­ципы и особенности математического моделирования и опти­
  4. мизации конструкции танков, — «Вестник бронетанковой тех­ники», 1973, № 4.
  5. Заславский Е. И., Проскуров В. А. О влиянии основных характеристик бронебойных снарядов на эффектив­ность стрельбы из танка, — «Оборонная техника», 1973, № б.
  6. Методика экстраполяции параметров военных гусенич­ных машин по данным предыстории. Отчет предприятия п/я А-7701, 1972.
  7. Grenzen der Schutzwirkung von Panzerwehrstoffen ge- gen Hohllandungen. «Jahrb. Wehrtech», 1971, Bd. 6, 46—50. «Armed Forces J.», 8, 1973, стр. 24.
  8. «Ordnance». 1971, 55, № 305, стр. 414.



 





 
ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ