Неизвестный танк часть 3

Неизвестный танк...

(Раздел создан на основании книги "Танк" Военного издательства Министерства Обороны СССР 1954 года, под редакцией

Антонова А.С., Артамонова Б.А., Коробкова Б.М., Магидович Е.И. и других материалах.)

Часть 3

Часть 1

Часть 2

Часть 4

Часть 5

Часть 6

ГЛАВА   ШЕСТАЯ

БРОНЕВАЯ ЗАЩИТА

Броневая защита — одно из основных боевых свойств танка. Со времени появления танка его броневая защита непрерывно

совершенствовалась. Увеличивалась толщина брони, улучшались ее свойства, фоорма корпуса и башни танка изменялась так, чтобы повы­сить их стойкость против снаряда. Все это было вызвано развитием и совершенствованием средств противотанковой борьбы, прежде всего противотанковой артиллерии.

Поэтому, рассматривая свойства брони и броневую защиту танка мы должны будем в эгой главе уделть внимание средствам борьбы про­тив танков и рассмотреть действие этих средств, в первую очередь бро­небойных снарядов, на броню.

БРОНЯ

СВОЙСТВА БРОНИ

Танковая броня изготовляется исключительно из специальной (ле гированиой) стали. Это объясняется тем, что при сравнительно неболь­шой толщине только такая сталь удовлетворяет сложным требованиям, предъявляемым к броне.

Броня должна противостоять огромным ударным нагрузкам. Так, например, 76-мм бронебойный снаряд обладает запасом энергии, кото­рой хватило бы, чтобы поднять десятитонную машину на высоту шести этажного дома. При ударе о броню эта энертия расходуется почти мгно венно,  вследствие чего  развивается громадная  мощность— для  76-мм снаряда до 800 000 л. с. Броня должна отразить или поглотить эту энер­гию (при прямом попадании), не давая сквозного поражения.

Какими же основными свойствами должна обладать броня, чтобы оказаться стойкой против снаряда?

Попробуем выяснить это на  простых примерах.

Медную пятикопеечную монету можно сравнительно легко проколоть иголкой. Для этого иголку нужно вставить в пробку, чтобы она не про­гибалась при ударе, поставить пробку на монету и ударить по иголке молотком. Но та же иголка сломается или затупится, если пытаться про­колоть ею чугунную пластинку. При ударе же молотком медная монета сплющится, а чугунная пластинка от такого удара расколется.

Подобно игле, прокалывающей монету, снаряд, калибр которого не­велик по сравнению с толщиной брони, может только проколоть ее. Чем тверже в этом случае броня, тем лучше она противостоит проколу. Сна­ряд большого калибра проломит хрупкую броню или отколет куски ме­талла с тыльной стороны ее, в то время как в вязкой броне образуются лишь выбоины или вмятины — вязкий материал поглотит энергию сна ряда полностью, не давая пробоины.

Значит, броня должна быть одновременно итвердой и вязкой (не хрупкой). К сожалению, эти два свойства противоречивы: вязкий металл обычно недостаточно тверд, твердый — обычно хрупок. Можно лишь несколько повысить твердость при данной вязкости или, наоборот, при данной твердости немного  увеличить вязкость.

СТРОЕНИЕ СТАЛИ

Более или менее удовлетаорительное сочетание твердости и вяэкостн стали обеспечивается ее составом и термической (тепловой) обработкой, Броневая сталь является разновидностью специальной (легировааной) конструкционной стали, т. е. стали, предназначенной для изготовления деталей различных машин и механизмов. Такое совпадение не является случайным, так как возможно лучшее сочетание твердости и вязкости обязательно и для деталей машин.

Сталь — это сплав железа с углеродом. Несколько десятых долей процента углерода, добавляемые к железу, превращают этот сравни­тельно мягкий и весьма пластичный, тягучий металл в сплав, которому последующая термическая обработка позволяет придать самые разно­образные свойства: сталь одного и того же состава может быть сделана чрезвычайно твердой и хрупкой, но может приобрести и большую вяз­кость при значительном (по сравнению с железом) увеличении твер­дости.

Чтобы понять причины этого, рассмотрим явления, которые проис­ходят в стали при ее нагреве и охлаждении.

Когда сталь расплавлена, в ней нельзя различить частицы железа и углерода, как в соляном растворе неразличимы вода и соль. Мель­чайшие частицы обоих веществ, в данном случае молекулы воды и соли, настолько тесно связаны между собой, что их нельзя разделить меха­ническим способом, например отстаиванием или процеживанием. В этом отношении раствор резко отличается от смеси, какую представляют собой, например, взболтанная в воде глина или смешанное с водой масло.

Раствором является жидкая сталь. В железе, как в воде соль, рас­творен углерод и другие примеси, попадающие в сталь из сырья и топ­лива (например, сера, фосфор) или специально добавляемые при изготов­лении стали для улучшения ее свойств (например, кремний,  марганец).

Если охлаждать расплавленную сталь, то при определенной темпе­ратуре (примерно между 1400 и 1535°Ц, в зависимости от содержания углерода) она застывает и кристаллизуется.

Процесс застывания стали и ее кристаллизация заключаются в том, что атомы железа, расположенные в жидком металле без всякого по­рядка, «выстраиваются» и образуют так называемую кристаллическую решетку, состоящую из огромного количества одинаковых элементарных ячеек. Элементарные ячейки представляют собой, подобно сотам, оди­наковые «по форме и размерам и тесно примыкающие одна к другой про­стые геометрические фигуры. Так, атомы железа в застывшей стали обра­зуют фигуры гранецентрированного куба (рис. 301).

 Рис.301.     Схема ячейки гранецентрированного куба

Каждая элементар­ная ячейка сложена из четырнадцати атомов — восемь в вершинах граней и по одному в центре каждой из шести граней куба. Эти ячейки настолько малы (на длине одного миллиметра их можно разместить свыше двух миллионов), что неразличимы даже в самые сильные современные микроскопы, в том числе и электронные. Лишь специальным методом исследования при помощи рентгеновских лучей можно определить их форму и размеры.

Кристаллизация начинается одновременно во многих точках засты­вающего металла, В результате ее образуетсямножество небольших кристаллов, имеющих неправильную форму вследствие столкновения растущих кристаллов друг с другом. Такие неправильные (неполногранн ные) кристаллы называются зернами. Зерна в металле хорошо разли­чаются под микроскопом (рис, 302) после специальной обра­ботки — шлифовки и травления (обычно в слабом растворе кислоты).

Рис. 302. Причина неоднородности свойств отдельных зерен металла

Травление действует на зер­на неодинаково, и потому они поразному отражают падаю­щий на них свет, как условно показано на рис. 302; вслед­ствие этого под микроскопом отдельные зерна кажутся осве­щенными неодинаково — одни светлее, другие темнее.

Прочность кристаллов в различных направлениях неодинакова. Если бывсе кристаллы были расположены одинаково, то металл обла­дал бы различной прочностью в различных направлениях. Наличие же в куске металла не одного, а десятков и сотен тысяч кристаллов, пло­скости которых наравлены различно, делает свойства литого металла одинаковыми во всех направлениях. Ясно, насколько это существенно для работы детали. Если такое условие не соблюдено и свойства металла в равличных направлениях почему-либо оказываются не одинаковыми, то это приходится учитывать при изготовлении детали.

Итак, первое превращение, происходящее при застывании расплав­ленной стали, заключается в ее кристаллизации: образуются зерна, представляющие собой кристаллы железа с гранецентрированной решеткой. Что же происходит при кристаллизации с углеродом, растворенным в жидкой стали?

Внутри кубика, образуемого атомами железа, есть свободное место. Атом углерода, величина которого меньше величины атома железа, мо­жет занять это место. Тесная связь между атомами обоих веществ со­хранится: углерод окажется растворенным в твердом железе, как он был растворен в жидком. Его нельзя будет не только отделить от железа механическими способами, но и обнаружить под микроскопом. Только рентгеновские лучи покажут, что среди атомов железа вкраплены атомы углерода, которые также занимают строго определенные, хотя и не всесвободные места. Такой твердый рас­твор углерода в железе (имеющем гранецентрированную кристаллическую решетку) называется аустенитом, . Однако превращения в стали на этом не заканчиваются.

Дело в том, что форма кристалли­ческой решетки большинства металлов при остывании не меняется, но немно­гие из них, в том числе железо, пред­ставляют исключение из этого правила. Атомы железа при охлаждении пере­группировываются, образуя новую фи­гуру — объемно-центрированный куб, сложенный из девяти атомов в каж­дой ячейке (рис, 303).

Рис. 303.   Схема ячейки объемноцентрированного куба

В сталях в за­висимости от их состава это превра­щение при весьма медленном охлажде­нии начинается при различных температурах (от 910° и ниже), но заканчи­вается всегда при одной и той же тем­пературе  (723° Ц).

В новой элементарной ячейке для атома углерода уже нет места; поэтому, углерод выходит из раствора* и обра­зует с железом химическое со­единение, называемое цементитом который обладает весьма большой твердостью ихрупкостью.

* В действительности в ненагретом железе углерод растворяется, но в ничтож­ном количестве, менее 0,01%. На практике этим пренебрегают.

В конструкционных сталях со­держится не более 8—10% цемен­тита, что может лишь сравнитель­но не намного увеличить их твер­дость.

Следует отметить разницу между твердым раствором и химическим соединением. В химическом соедине­нии группировка атомов (кристал­лическая решетка) совершенно дру­гая, чем в составляющих его веще­ствах, в то время как твердый рас­твор сохраняет группировку атомов растворителя (в данном случае же­леза). Особой формой кристалличе­ской решетки химического соедине­ния объясняется резкое отличие его свойств от свойств образующих его веществ.

Под влиянием особенностей превращения стали при ее охлажде­нии, на которых мы здесь не остана­вливаемся, цементит будет находить­ся не во всех зернах стали: часть их будет представлять почти чистое же­лезо (феррит), часть — смесь феррита и цементита в виде чередующихся тонких пластинок (рис.  304,  вверху). Такая смесь называется пластинчатым перлитом.

Рис.304. Микроструктура отожженной стали, содержащей 0,3% углерода

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ

Иначе будет обстоять дело, если сталь нагреть до температуры, при которой в ней произойдет обратная перегруппировка атомов и углерод вновь растворится в железе, а затем быстро охладить, например, опустив сталь в воду. При быстром охлаждении атомы углерода не успевают вовремя оставить занятые ими места между атомами железа, а пере­группировка атомов железа замедляется и происходит при гораздо бо­лее низкой температуре (100—300°).

Теперь, хотя атомы железа и образовали новые фигуры, в которых не остается места для атомов углерода, последние «застревают» в рас­творе. Получается, как говорят, пересыщенный твердый раствор угле­рода в феррите, называемый мартенситом.

«Завязшие» между атомами железа атомы углерода растягивают ку­бики железа, превращая их в призмы. Тем самым нормальное взаимо­действие между атомами нарушается. Сталь в мартенситном состоянии становится твердой, почти как цементит, хотя она и не содержит его, В то же время возможность более или менее свободного перемещения атомов друг относительно друга, обеопечивающая вязкость металла, на­рушается: сталь делается хрупкой. Напряжения внутри стали, возникаю­щие вследствие быстрого охлаждения и растяжки кубиков, могут вы­звать в ней трещины, причем не только во время охлаждения, но и спустя значительный промежуток времени.

Описанная выше термическая обработка стали — нагрев до завер­шения обратных превращений и быстрее охлаждение, после которого образуется мартенсит,— называется закалкой.

Структура закаленной стали (рис. 305, А) резко отличается от структуры медленно охлажденной стали.

Рис. 305. Микроструктура стали закаленной (А) и отпущенной при значительномнагреве (Б)

Видимые под микроскопом «иглы», образующие местами углы, представляют собой следы сдвига целых плоскостей, заселенных атомами. Такими сдвигами сопровождается перегруппировка атомов при низкой температуре, происходящая мгно венно, подобно взрыву.

Твердость и хрупкость закаленной стали возрастают с увеличением содержания в ней углерода.

Значительные внутренние напряжения в металле, вызванные закалкой, не (позволяют не только использовать его вкаких-либо изделиях, но и хранить длительное время. Сразу же после закалки сталь должна быть подвергнута отпуску, т. е. нагреву до температуры ниже той, при которой происходит обратное превращение, с последующим медлен­ным или быстрым (в зависимости от состава стали) охлаждением. При небольшом нагреве стали высота призм, образуемых атомами железа, уменьшается, так, что они приближаются к своей нормальной— кубической — форме; поэтому внутренние напряжения в стали уменьшаются, она становится менее хрупкой. В результате такого отпуска («низкий отпуск») твердость металла незначительно уменьшается, а вязкость несколько возрастает.

Если же нагреть сталь до более высокой температуры, то в ней произойдут более значительные изменения. Большая подвижность частиц металла, обеспеченная нагревом, позволит атомам углерода, выйти из кубиков железа, вкоторых они «застряли» при закалке. Освобождаю­щиеся атомы углерода создадут с железом химическое соединение — цементит. Но, в отличие от цементита, образующегося при охлаждении стали, цементит, получающийся при отпуске, находится встали не в виде пластин, а в виде очень мелких зернышек. Вначале (при температуре 300—400°) они настолько мелки, что неразличимы даже под микроскопом. Располагаясь между частицами железа, зернышки цементита играют роль клиньев, препятствующих перемещению атомов один относительно другого. С повышением температуры отпуска («(высокий отпуск») эти зернышки, передвигаясь между атомами железа, сливаются одно с дру­гим и становятся видимыми под микроскопом (рис. 305,Б). Получается смесь феррита с зернами цементита, называемая сорбитом отпуска. Число клиньев здесь уменьшается, что делает металл значительно более вязким. Вязкость сорбита будет много выше, чем у незакаленной стали, состоящей из феррита и перлита в которой цементит находится в виде пластин, создающих хрупкие преграды между пластинами железа. В то же время твердость и прочность металла, обеспечиваемые равномерным распределением мелких частиц цементита, будут выше, чем до закалки, хотя и ниже, чем после  низкого отпуска.

ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ

До сих пор мы говорили о явлениях, происходящих (в углеродистой стали, не содержащей, кроме железа и углерода, других элементов (если не считать небольшого количества так называемых постоянных примесей, о которых упоминалось выше).

Закалка углеродистой стали требует весьма быстрого охлаждения. В протяжном случае атомы углерода успеют выйти из раствора, и за­калка ее осуществится.

Но большая скорость охлаждения возможна только для изделий не­большой толщины. Действительно, изделие, погруженное, например в воду, сильно охлаждается с поверхности; в глубине же остывание идет медленнее, так как тепло прогретого металла не успевает отво­диться с достаточной скоростью; поэтому после закалки и отпуска круп­ной детали мы получим зернистое строение на поверхности и пластин­чатое в сердцевине. Вязкость детали из такой стали будет неудовле­творительной.

При весьма больших размерах изделия с его поверхности отводится меньше тепла, чем ооступает от сердцевины, и изделие не закаливается, вовсе. Но и при малых размерах изделия закалка углеродистой стали связана со многими трудностями. Большая скорость охлаждения (в воде) создает, кроме напряжений, вызываемых превращениями в металле, еще и так называемые термические напряжения, происходящие от быстрого и неравномерного сокращения размеров изделия при понижении темпе-ратуры. В результате призакалке часто происходит коробление изделий и даже появляются трещины. Чтобы избегнуть этого, надо иметь такую сталь, в которой выделение углерода из раствора и перегруппировка атомов замедлялись бы не только скоростью охлаждения, но и самим составом металла. Именно такими свойствами и обладает большинство легированных сталей. Легирование, т. е. добавление в сталь других элементов (например, хрома, никеля), позволяет получить одинако­вые свойства на большой глубине и даже по всему сечению детали, а также закаливать сталь не в воде, а в масле или на воздухе, что зна­чительно уменьшает напряжения при закалке.

Замедляющее действие может быть настолько сильным, что при большом содержании некоторых легирующих элементов, например мар­ганца или никеля, превращения в стали не происходят вовсе, и охла­жденное железо сохраняет прежнее расположение атомов (куб с центри­рованными гранями), а твердый раствор не распадается.

Кроме того, легирование может значительно улучшить свойства сталей, например повысить вязкость при той же твердости.

Преимуществами легированных сталей перед углеродистыми объяс­няется тот факт, что именно из таких сталей изготовляются ответствен­ные детали механизмов, а также

ЛИТАЯ И КАТАНАЯ СТАЛЬ

Рассматривая строение стали, мы указывали, что она состоит изотдельных зерен. Из рис. 304 видно, что эти зерна и по форме, и по раз­мерам мало отличаются одно от другого. Таким зернистым металл становится лишь после специальной термической обработки. Литая сталь имеет другое строение, что объясняется особенностями ее охла­ждению.

При кристаллизации стали, залитой в специальную металлическую форму (изложницу), металл начинает застывать, прежде всего, у сте­нок формы, где тепло отводится весьма быстро. Здесь образуется тон­кая корка из очень мелких кристаллов  (рис. 306).

Рис. 306.     Схема строения стального слитка

Дальнейшее охлаждение приводит к тому, что кристаллы растут пре­имущественно в одном направлении — под прямым углом к станкам из­ложницы. При этом растущие кристаллы образуют «ствол», от которого отходят «ветви», сначала большие, потом все меньшие. Получаются как бы скелеты кристаллов, которые затем «обрастают»  новыми кристал­лами металла, пока они не встретятся с соседними или не исчерпается жидкий сплав. Поэтому под коркой образуется зона так называемых столбчатых или шестоватых кристаллов, направленных от стенок к центру слитка, навстречу друг другу.

Следует заметить, что примеси, содержащиеся в металле, частично отгоняются растущими кристаллами к центру слитка, частично остаютея  между  столбчатыми  кристаллами,  располагаясь по  их  границам.

В центре слитка, где застывание происходит медленно, а тепло не отводится преимущественно в каком-либо определенном направлении, образуются ненаправленные (равноосные) зерна. Здесь же скопляется значительная часть примесей, засоряющих металл и делающих его рых­лым, менее плотным.

Таким образом, строение стального слитка получается неоднород­ным. Это можно видеть невооруженным глазом — в изломе или после травления разреза слитка. Строение, наблюдаемое простым глазом, в от­личие от микроскопического, называется макростроением или макро­структурой (макро — большой, микро — малый),

Такую же макроструктуру будет иметь и стальная отливка. Если отливка тонкостенная и охлаждение идет быстро, столбчатые кристаллы; растущие с противоположных сторон, могут встретиться один с другим, т. е. центральной зоны не будет.

Литая сталь неоднородна не только по строению, но и по со­ставу: центральные оси («стволы») столбчатых кристаллов более насыщены железом, края их обогащены углеродом и легирующими при­месями.

Специальная сложная и длительная термическая обработка, пред­шествующая закалке, уменьшает неоднородность строения и состава отливки. Если, однако, в ней сохранятся развитые столбчатые кристаллы, качество металла будет невысоким, так как при ударе, направлен­ном вдоль оси этих кристаллов, они сравнительно легко отделяются один от другого. Когда «шестов» нет, свойства металла отливки при воздействии на него в различных направлениях различаться почти не будут.

Рассмотрим теперь строение катаной стали.

При прокатке неоднородность, имевшаяся в слитке, устраняется в результате механического воздействия и высокой температуры. Но по­сторонние примеси, располагавшиеся между кристаллами, вытягиваются в направлении прокатки, разделяя металл на отдельные волокна, распо­ложенные вдоль листа и хорошо видимые без микроскопа после трав­ления.

Подобно тому как деревянную чурку можно легко расколоть, на­нося удар вдоль волокон, и очень трудно, если наносить удар поперек, так и катаный металл гораздо легче разрушить, когда усилие действует вдоль волокон. Особенно сильно будет различаться в зависимости от на­правления приложенной силы вязкость стали, оцениваемая по величине работы, необходимой для разрушения образца (рис. 307).

Рис. 307. Схема строения катаной стали

Следует заметить, что при изготовлении деталей машин и механиз мов из катаного (или кованого) материала всегда приходится учитывать направление волокон в металле. Это существенный недостаток катаной стали, однако в целом ее свойства все же лучше, чем литой. Давление при прокатке устраняет рыхлость, уплотняет металл, улучшает его; ка­таный металл более прочный и в то же время более вязкий, чем литой. Но ряд преимуществ литья, в частности литых танковых башен, позво­ляет получить (при том же весе) более надежно защищенный узел, чем сварной, сделанный из катаных листов.

ОДНОРОДНАЯ И НЕОДНОРОДНАЯ БРОНЯ

Применяя легированную сталь, при соответствующей термообра­ботке можно добиться удовлетворительного сочетания твердости и вяз­кости во всей массе металла и получить таким образом однород­ную (гомогенную) броню.

Однако одинаковая твердость по всему сечению брони вовсе не обя­зательна, особенно если учесть, что при равных условиях повышение твердости сопровождается уменьшением вязкости. Допустимо, чтобы только лицевая поверхность брони обладала   высокой твердостью, хорошо сопротивлялась внедрению снаряда, а основная масса металла была достаточно вязкой, хотя бы и при сниженной твердости. Такая броня по своим свойствам будет неоднородной (гетерогенной). Неоднородность может быть обеспечена либо различием химического состава лицевого и внутреннего слоев брони, либо их неодинаковой термической обработкой.

Неоднородная броня может быть получена путем приварки твердой стали к мягкой плите из так называемого пудлингового железа. Такой способ применялся для изготовления судовой брони еще в прошлом сто­летии. Весьма сложный и неудобный, этот способ уступил место це­ментации. Цементация — один из видов так называемой химико-термической обработки стали — широко, применяется при изготовлении деталей, которые должны иметь высокую твердость на поверхности при сохранении вязкой сердцевины. Примером таких деталей являются ше­стерни, кулачки распределительных валов двигателей, поршневые пальцы и т. д.

Цементация заключается в насыщении поверхностного слоя изделия углеродом, иногда на глубину до нескольких миллиметров. Для этого изде­лие укладывают в ящик, заполненный смесью древесного угля и угле­кислых солей, и помещают в течь, где выдерживают длительное время при температуре около 900° Ц. В результате химических процессов, про­исходящих в ящике, в большом количестве выделяются атомы углерода, поглощаемые поверхностным слоем раскаленного металла. Чем больше время выдержки при данной температуре, тем выше содержание угле­рода в поверхностном слое и тем больше толщина цементованного слоя; при этом содержание углерода плавно понижается по мере удаления от поверхности.

Цементация мюжет осуществляться также в струе газа, содержа­щего углерод, например светильного газа.

Как уже указывалось, твердость стали после закалки тем выше, чем больше содержится в ней углерода. Для цементация берут сталь, содер­жащую очень мало углерода — обычно не более 0,2%. При таком со­ставе углеродистая сталь вообще не закаливается, т. е. даже при бы­стром охлаждении в ней успевает произойти нормальное превращение: твердый раствор распадается на феррит и перлит, а мартенсит не обра­зуется. Если же, как это бывает в легированных сталях, после закалки и получится мартенсит, его твердость будет сравнительно невелика, а вязкость значительна. В поверхностном же слое после цементации со­держание углерода доводится примерно до одного процента, так что последующая закалка придает ему весьма высокую твердость. После закалки цементированное изделие подвергается низкому отпуску, кото­рый нужен для того, чтобы уничтожить внутренние напряжения и со хранить твердость поверхности.

Другим способом получения неодинаковых свойств по толщине брони является  поверхностная закалка. Если быстро нагреть по­верхность металла так, чтобы он не успел прогреться на всю толщину, а затем также быстро охладить его, превращения произойдут только в поверхностном слое. В этом случае на поверхности получится слой мартенсита, толщина которого зависит от глубины прогрева, внутренняя же часть останется без изменений. Нагрев может производиться газовой горелкой, передвигаемой вдоль поверхности изделия, или переменным электрическим током высокой частоты. Нагретая поверхность  изделия охлаждается струей воды.

Изделия, подвергаемые поверхностной закалке, чаще всего проходят предварительную    закалку на всю глубину и высокий отпуск, что придает внутренней части изделия значительную вязкость. Последующая поверхностная закалка, не нарушая вязкости внутренних слоев, резко увеличивает твердость поверхностного слоя.

Получить броню с неодинаковыми свойствами по толщине, как видно из сказанного, значительно сложнее и дороже, чем получить одно­родную броню. Кроме того, неоднородная броня не всегда лучше противостоит снаряду, чем однородная. Ввиду этого во вторую мировую войну на танках применялась преимущественно однородная броня,

БРОНЕБОЙНЫЕ  СРЕДСТВА

Многочисленные и разнообразные средства борьбы против танков преследуют цель вывести танк и его экипаж из строя, сделать танк небоеспособным.

Наиболее уязвима ходовая часть танка, так как она не защищена броней. Однако повреждение ходовой части, лишая танк подвижности, не лишает его огневой мощи. Кроме того, танк с поврежденной ходовой частью может быть сравнительно легко восстановлен, иногда даже на месте. Правда, танк с поврежденной ходовой частью превращается в не­подвижную и поэтому легко поражаемую артиллерией цель. Но главная задача противотанковых средств — разрушить броню и нанести пораже­ние экипажу и жизненно важным механизмам танка.

Противотанковые средства должны быть по преимуществу сред­ствами бронебойными.

Для разрушения брони требуется затратить весьма значительную работу. Некоторое представление о величине этой работы можно полу­чить, если учесть, что ударное разрушение образца вязкой легирован­ной стали шириной всего 10 мм и толщиной 8 мм (стандартный обра­зец) требует затраты 12—15 кгм работы. Разумеется, чтобы пробить массивный броневой лист, нужно совершить работу, в сотни и тысячи раз большую.

Работа разрушения брони совершается за счет химической энергии взрывчатого вещества, освобождающейся при взрыве. Эта энергия мо­жет быть использована двумя способами.

По первому способу энергия взрыва превращается в энергию дви­жения (кинетическую энергию) снаряда. Часть этой энергии расходуется на то, чтобы «донести» снаряд до брони (преодоление сопротивления воз­духа), а часть расходуется при ударе снаряда о броню. В этом случае снаряд может не содержать взрывчатого вещества или иметь его в не­большом количестве для усиления действия за броней (разрыв внутри танка).

По второму способу броня разрушается непосредственно энергией взрыва, т. е. энергией газов, в которые превращается взрывчатое веще­ство, или взрывной волной, т. е. энергией, передаваемой молекулами этих газов молекулам (частицам) воздуха. В этом случае необходимо, чтобы снаряд содержал значительное количество взрывчатого вещества. а взрыв происходил в непосредственной близости от брони.

В зависимости от способа использования энергии взрывчатого ве­щества все бронебойные средства могут быть разделены на средства ударного действия (первый способ) и средства фугасного действия (вто­рой способ). К средствам ударного действия относятся бронебойные сна­ряды различных типов. К средствам фугасного действия — кумулятив­ные снаряды, мины и гранаты, ручные гранаты, подвижные мины и тор­педы, авиабомбы.

БРОНЕБОЙНЫЕ СНАРЯДЫ И ПУЛИ

Несмотря на то, что во вторую мировую войну получили распростра­нение многочисленные и разнообразные противотанковые средства фу­гасного действия, бронебойные снаряды оставались основным средством борьбы с танками. Бронебойные снаряды состояли в боевом комплекте не только танковой, самоходкой и специальной противотанковой артил­лерии, но и почти во всех остальных ее видах — от полковой до армей­ской, включая также и зенитную артиллерию, успешно использовавшуюся против танков.

Столь широкое применение бронебойных снарядов объясняется тем, что по крайней мере для средних и больших дальностей (дистанций) (500 м и больше) они являются наиболее действенным средством раз­рушения брони.

Как уже указывалось, разрушающее действие бронебойного снаряда обеспечивается запасом его энергии— живой силой. Величина ее опре­деляется по формуле

где W—живая сила снаряда в кгм;

М — масса снаряда, равная его весу Gвкг, деленному на ускоре­ние силы тяжести gв м/сек²; v— скорость cнаряда у цели в м/сек.

Скорость снаряда в полете непрерывно уменьшается, так как часть его

энергии расходуется на преодоление сопротивления воздуха. Для полу­чения возможно большей живой силыв момент встречи снаряда с бро­ней требуется, во-первых, высокая начальная скорость снаряда (в мо­мент вылета из орудия) и, во-вторых, меньшая потеря скорости в по­лете вследствие сопротивления воздуха.

Эти два требования в значительной степени противоречат одно дру­гому. Начальная скорость снаряда зависит не только от величины и про должительности действия силы, создаваемой пороховыми газами, на его дно (продолжительность эта тем больше, чем длиннее ствол орудия), но и от веса снаряда: ускорение снаряда (приращение скорости за единицу времени) равно действующей силе, деленной на массу. При одинаковых условиях более тяжелый снаряд будет иметь меньшую начальную ско­рость. Зато потеря скорости в полете у него будет меньше, чем у более легкого, так как потеря скорости зависит от сопротивления воздуха. В свою очередь, сопротивление воздуха с уменьшением начальной ско­рости снаряда уменьшается.

Указанное противоречие разрешалось применением двух типов бро­небойных снарядов: обычного бронебойного снаряда, имеющего мень­шую начальную скорость, но лучше сохраняющего ее в полете и потому более пригодного для стрельбы на большие дальности, и более легкого — подкалиберного — с повышенной начальной скоростью, что дает лучшие результаты при стрельбе на малые дальности.

Поскольку между этими снарядами имеется значительная разница, их устройство следует рассмотреть отдельно,

БРОНЕБОЙНЫЙ СНАРЯД

Бронебойные снаряды имеют форму цилиндра, переходящего в пе­редней части в конус.

Разрушающее действие снаряда обеспечивается не только большим запасом энергии, но и его формой, достаточной твердостью и прочвостью. Коническая часть снаряда уменьшает сопротивление воздуха и придает снаряду достаточную устойчивость в полете. Она также выгодна и для пробивания брони, так как вся сила удара сосредоточивается на небольшом участке брони. В зависимости от формы (передней части (го­ловки) бронебойные снаряды делятся на остроголовые (рис. 308) и тупоголовые (рис. 309).

Рис.  308.   Остро­головый бронебой­ный снаряд

К корпусу тупоголового снаряда обычно крепится баллистический наконечник, шгампованный из листовой стали. Наконечник уменьшает сопротивление воздуха в полете (см. рис. 309).

Рис. 309.    Тупоголовый бронебойный снаряд

Остроголовый снаряд также может иметь баллистический наконечник (рис. 310).

Рис 310. Остроголовый бронебойный снаряд с баллистическим наконечником

Иногда к корпусу остроголового снаряда привариваетсятак называемый бронебойный наконечник(рис. 311), который предохраняет остриеголовки от разрушения в   момент ударао броню.

Рис. 311. Остроголовый снаряд с бронебойным наконечником

Бронебойные наконечники былипредложены в 90-х годах прошлого века (XIX век)

выдающимся русским флотоводцем адми­ралом С. О. Макаро­вым. Так как бронебой­ный наконечник имеет притуплённую форму, снаряд может в этом случае иметь и баллистический наконеч­ник.

Значение прочности снаряда для разруше­ния брони едва линуждается в подробных пояснениях. Придавать снаряду высокую энер­гию при недостаточной прочности      бесцельно, так как эта энергия из­расходуется, прежде всего, на разрушение самого    снаряда. Сна­ряд не должен быть из­лишне хрупким и из­лишне вязким; в по­следнем случае энергия удара вызовет значи­тельную пластическую деформацию (расплющивание) снаряда. Чтобы снаряд имел достаточно высокую твердость и прочность, его корпус обычно изготовляют из легированной стали. Корпус подвергается   сложной термической обработке с тем, чтобы твердость головной части была  наибольшей и постепенно понижалась от головки ко дну.

Чтобы усилить поражающее действие снаряда за броней, его снаб-жают разрывным зарядом. Однако прочность снаряда с разрывным за­рядом значительно понижается; поэтому снаряды небольших калибров (до 37 мм) делают сплошными; снаряды больших калибров могут иметь разрывной заряд.

ПОДКАЛИБЕРНЫЙ СНАРЯД

Как уже говорилось, начальная скорость снаряда в значительной степени зависит от его веса: чем легче снаряд, тем выше его начальная скорость при прочих одинаковых условиях. Облегчение снаряда с целью повышения начальной скорости было использовано в так называемых подкалиберных снарядах, широко применявшихся во время второй ми-ровой войны. Подкалиберным этот снаряд назван потому, что диаметр его бронебойного сердечника меньше калибра орудия.

Снаряд (рис. 312) состоит из алюминиевого или легкого стального корпуса, сердечника и баллистического наконечника, изготовляемого из пластмассы, легких сплавов (алюминиевых или магниевых) или листо­вой стали.

Рис. 312.  Подкалиберный бронебойный снаряд

Сердечник подкалиберного снаряда изготовляется из твердых спла­вов. Такие сплавы состоят в основном из карбидов вольфрама, т. е. хи­мических соединений углерода с вольфрамом — тяжелым и тугоплавким металлам. Вследствие высокой температуры плавления карбидов воль­фрама (выше 3000° Ц) эти сплавы изготовляются специальным спосо­бом: спеканием порошкообразных карбидов икобальта. Кобальт связы­вает мельчайшие частицы сверхтвердых карбидов. Твердость этих спла-вов приближается к твердости алмаза (заметим, что из этих сплавов изготовляется рабочая часть инструмента для скоростного резания ме­таллов; в производстве они известны под названием «победит»).

Твердые сплавы дороги и дефицитны, поэтому сердечники подкалиберных снарядов иногда делали составными: из твердого сплава изго­товляли только головную часть, а остальное из стали,

Подкалиберный снаряд, несмотря на большой удельный вес сердеч­ника, легче нормального, поэтому его начальная скорость выше. Обычно она превышает 1000 м/сек и для некоторых снарядов доходит до 1400 м/сек.

Бронебойное действие подкалиберного снаряда усиливается тем, что энергия удара сосредоточивается на небольшой площади, поскольку в броню проникает только сердечник. При ударе снаряда о броню кор­пус (или заменяющий его поддон) разрушается, но все же он передает значительную часть своей живой силы сердечнику, «вбивая» его в броню, как молоток вбивает гвоздь в стену.

Действие подкалиберного снаряда.
        1 - баллистический наконечник; 2 – поддон; 3 - сердечник

Все оказанное объясняет, почему подкалиберный снаряд обладает большей пробивной силой, чем нормальный. Однако это справедливо только для сравнительно небольших дальностей, не превышающих нескольких сот метров. Малый вес и невыгодная форма снаряда приводят к значительной потере его скорости в полете и резкому уменьшению пробивной силы при стрельбе на большие дальности.

Кроме того, как будет показано ни­же, подкалиберный снаряд действует ху­же нормального при попадании под углом. Наконец, действие подкалиберного сна­ряда за броней не­значительно.

Разновидностью подкалиберного сна­ряда является сна­ряд для пушки с ко­ническим каналом ствола (рис. 313), состоящий из сердечника, баллистическо­го наконечника и поддона с фланцами.

Риг.  313.   Бронебой­ный снаряд к пушке с коническим кана­лом ствола

Фланцы поддона на­правляют снаряд при его движении по ка­налу ствола орудия, диаметр которого по­степенно уменьшает­ся от казенной к дульной части на до­вольно значительную величину (до 40%); при этом фланцы пригибаются к корпусу снаряда. Начальная скорость такого снаряда будет больше, так как вес его меньше, а площадь поддона, на которую действуют пороховые газы в начальный момент выстрела, больше, чем у нормального снаряда. По­теря скорости в полете у этого снаряда меньше, чем у обычного подка­либерного снаряда, так как соотношение веса и размера у него лучше, а форма (после обжима фланцев поддона)выгоднее. На броню снаряд действует так же, как обыкновенный подкалиберный.

Из пушки с коническим каналом ствола можно вести огонь только подкалиберными снарядами. В этом ее существенный недостаток по сравнению с обычной пушкой, из которой можно стрелять как обыч­ными, так и подкалиберными снарядами. Кроме того, такую пушку сложнее изготовить. По этим причинам пушки с коническим стволом широкого распространения не получили.

БРОНЕБОЙНЫЕ ПУЛИ

Броня современных танков, как правило, не пробивается ни простой свинцовой, ни бронебойной пулей (со стальным сердечником) при стрельбе из винтовки и пулемета нормального (7,62-мм) и крупного (12,7-мм) калибра. Однако для экипажа танка опасны брызги свинца, проникающие через незащищенные щели. Смотровые же приборы, по­врежденные пулей, становятся непригодными для наблюдения.

Во вторую мировую войну применялись специальные противотанко­вые ружья с весьма высокой начальной скоростью пули.

Противотанковое ружье ПТРД системы Дегтярева

Противотанковое самозарядное ружье ПТРС системы Симонова

Советские противотанковые ружья, прозванные бронебойщиками «золотыми», наносили серьезный ущерб немецким танкам. Сердечник пули (рис. 316) противотанкового ружья изготовляется либо из твердых сплавов, либо из углеродистой или легированной стали с повышенным содержанием углерода.

Боевы патроны к противотанковым ружьям

Слева на право - польский, два немецких, британский и два советских патрона в сравнении.

Принци­пиальной разницы между действием на броню бронебойной пули и сна­ряда нет, так как они различаются только калибром.

ФУГАСНЫЕ  БРОНЕБОЙНЫЕ СРЕДСТВА

В фугасных бронебойных средствах для разру­шения брони используется энергия взрывчатого ве­щества, выделяющаяся при взрыве. Поток газов, об­ладающих высоким давлением и огромной скоростью (в некоторых случаях до десяти тысяч метров в се­кунду), может рассматриваться как совокупность многих миллионов мельчайших снарядов, какими в действительности и являются молекулы газов, одновременно действующих на небольшой уча­сток брони.

Существенным недостатком фугасных бронебойных средств до недавнего, времени   было весьманерациональное использование их энергии. Действительно, если детонатор, вызывающий взрыв заряда, расположен в центре заряда, действие взрыва будет одинаковым по всем направле­ниям. Между тем для разрушения брони может быть использовано только действие, направленное в ее сторону. Смещение детонатора от центра заряда усиливает действие взрыва в сторону, противоположную смещению. Однако это усиление не настолько значительно, чтобы раз­рушить броню при том сравнительно небольшом заряде, который может быть помещен в обычном артиллерийском снаряде. Вот почему такие снаряды не являются действенным средством борьбы с броней. Эта цель была достигнута лишь с изобретением фугасного снаряда с направленным действием взрыва — так называемого кумулятивного снаряда»

КУМУЛЯТИВНЫЙ СНАРЯД

Явление кумуляции было открыто свыше полувека тому назад. Практически его использовали лишь во вторуюмировую войну. Сущ­ность кумуляции заключается в следующем.

Если уложить взрывчатое вещество так, чтобы в передней части заряда оно образовывало выемку конической или шарообразной (сфери­ческой) формы (рис. 317), а детонатор расположить в противоположном конце заряда, действие взрыва будет направлено в основном вдоль оси выемки. Температура, давление и скорость газов в их направленном потоке будут значительно выше, чем в обычном, расходящемся.

Схематически направленное действие взрыва можно представить следующим образом (рис. 317, А).

Рис. 317, Кумулятивное действие:                      

А — схема кумулятивного эффекта; Б — разрыв кумулятивного заряда примерно через 0,0003 секунды после удара о броню

Частицы газов в начальный момент двигаются под прямым углом к поверхности выемки в каждой ее точке, образуя ряд струй. Наталкиваясь на струи, расположенные ближе к оси выемки, они откланяются и продолжают двигаться уже параллельно

друг другу.

Кумулятивное действие дает значительные результаты лишь в том случае, когда выемка находится в момент взрыва на определенном, весьма небольшом расстоянии от брони. Поэтому взрыв снаряда должен происходить лишь после удара снаряда в броню, но без задержки, в про­тивном случае изменится форма выемки.

Опытом установлено, что коническая выемка обеспечивает более сильно направленное действие, чем сферическая, но сферическая выемка надежнее, так как она обусловливает меньшую зависимость действия снаряда от расстояния между выемкой и броней.

Кумулятивный снаряд (рис, 318) состоит из корпуса, в котором уложен накрытый колпаком заряд сильного взрывчатого вещества с ку­мулятивной выемкой, и головки.

Рис. 318.  Кумулятивный снаряд.

При ударе головки снаряда в броню срабатывает взрыватель и про­исходит взрыв капсюля-детонатора и детонатора. За то чрезвычайно ко­роткое время, пока детонация распространяется по массе заряда в сто­рону кумулятивной выемки, снаряд успевает несколько переместиться, и его головка, изготовленная из хрупкой стали или пластмассы, разру­шается, при этом выемка приближается к броне, но ее форма не нару­шается, и корпус снаряда остается целым.

В момент, когда детонация достигает поверхности выемки, направ­ленная струя газов, имеющих скорость 5000—10 000 м/сек, при высоком давлении и высокой температуре, пробивает в броне отверстие.

Сильно нагретые газы, проникая в танк через пробоину, часто вы­зывают пожар в танке.

Поскольку величина живой силы кумулятивного снаряда в момент встречи его с броней  не имеет значения, пробивное действие снаряда не зависит от дальности. Не важна и начальная скорость снаряда — Она должна быть достаточной только для того, чтобы снаряд достигцели. Больше того, высокая скорость может привести к преждевременному разрушению корпуса снаряда и нарушению формы выемки, поэтому величину боевого заряда кумулятивного выстрела, т. е. заряда, выбра­сывающего снаряд из орудия, специально подбирают, чтобы избежатьразрушения снаряда. Примене­ние кумулятивных снарядов по­зволило использовать для борь­бы с танками пушки с малой начальной скоростью снаряда, а также гаубицы. Таким образом, значительно увеличилось число противотанковых средств.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ БРОНЕБОЙНЫЕ СРЕДСТВА. КУМУЛЯТИВНЫЕ МИНЫ И ГРАНАТЫ

Массовое применение танков во второй мировой войне потребовало и массовых средств борьбы с ними. В частности, возникла задача обеспе-чить пехоту такими противотанковыми средствами, которыми мог бы пользоваться каждый боец. Подобные средства особенно важны для борьбы с танками в населенных пунктах, а также в   горных   условиях.

Первоначально таким «личным» противотанковым оружием были ручные гранаты. С увеличением толщины брони их значение как броне­бойного средства уменьшилось, и гранаты (рис. 319) использовались главным образом для разрушения ходовой части.

Рис. 319. Ручная противотанковая граната    

Ручные противотанковые гранаты РПГ-40, РПГ-41 и РПГ-43

1 - ручная противотанковая граната РПГ - 40
2,3 - ручная наступательная граната РГ - 42, первых выпусков и основной серийный образец
4 - противотанковая граната РПГ - 41 ("Ворошиловский килограмм")    

Связки таких гранат подбрасывали под гусеницы; происходил взрыв, гусеницы разрывались, и танк останавливался.

Чтоб компенсировать скудное наличие противотанковых гранат, бойцы крутили связки из обычных гранат, соединяли их шнурами или бечевкой от трёх до пяти РГД-ЗЗ

Во время гражданской войны в Испании впервые были использо­ваны бутылки с горючей жидкостью - бензином или специальными вос­пламеняющимися смесями (рис. 320).

Рис. 320.Зажигательные бутылки с самовоспламеняющейся (А) и зажигаемой от ампулы (Б) жидкостью и применение бутылок

Бойцы готовили зажигательные бутылки и спички. Немного неудобные бутылки оказались, выполненные кустарным образом на одном ликероводочном предприятии Смоленска, прежде чем бросить, нужно было запалить фитиль, поэтому бойцы делились друг с другом спичками и «черкалями», клали их в нагрудные карманы гимнастерок, чтоб в бою были под рукой. В других бутылках, были засунуты тряпочки, пропитанные керосином или бензином, они были снаружи и внутри бутылки, перед метанием их тоже следовало поджигать…

Брошенная на танк бутылка раз­бивалась, и горящая жидкость, проникая внутрь танка, вызывала пожар.

Широкие возможности для развития «личных» противотанковых средств ближнего боя открыло использование кумулятивного эффекта. Оно позволило, прежде всего, заменить для борьбы с танками простые ручные гранаты кумулятивными, в которых взрывчатое вещество уло­жено в виде воронки.

Из оказанного выше о кумулятивном действии видно, что граната сможет разрушить броню лишь при определенном ее положении относи­тельно брони в момент взрыва. Поскольку гранату бросают рукой, до­биться этого сравнитель­но трудно. Направленный взрыв лучше обеспечи­вается у магнитной куму­лятивной мины.

Ручная кумулятивная мина Hafthohlladung 3 / Haft - H3 / HHL 3

Рис. 321.Установка магнитной кумулятивной мины.

Она имеет форму воронки с прикрепленными к ней постоянными магнитами. Магниты удерживают ми­ну на броне танка. После установки мины на бро­не из нее выдергивают чеку. Взрыв происходит с некоторым запаздыва­нием, достаточным для того, чтобы устанавли- . вающий мину мог отбе­жать от танка или укрыть­ся в окоп.

Поставить мину на движущийся  танк — дело нелегкое, поэтому магнит­ные мины применялись редко.

Дальнейшим развитиеминдивидуальных бронебойных средств явилось использование кумулятив­ных мин, выбрасываемых энергией взрывчатого вещества. Разумеется, дальность их действия зна­чительно выше, чем ручных гранат.

Чтобы не затруднять переноски, оружие, метающее мины, должно быть легким, а для удобства ведения огня—иметь возможно меньшую отдачу при выстреле. Это обеспечивается использованием динамо-реак­тивных или реактивных средств.

Так, например, у динамо-реактивного ружья (рис. 322) ствол пред­ставляет собой трубу, в которую укладывается боевой заряд, выбрасы­вающий  мину. 

Рис. 322.   Динамо-реактивное противотанковое оружие стреляющее кумулятивными минами

С дульной части в ствол вводится шток кумулятивноймины с оперением, служащим для ее стабилизации в полете. Оперение состоит из тонких стальных пластин, свернутых в трубку и разверты­вающихся после вы лета мины из трубы. При выстреле часть газов выходит из ствола назад, что значительно умень­шает отдачу. Этим динамо - реактивное оружие и отличается от обычного ружья, в котором казенная часть ствола при вы­стреле закрыта и це­ликом воспринимает давление газов.

Ствол ружья снаб­жен примитивным прицельным приспо­соблением. Огонь ве­дется с руки или с деревянного станка на небольшое рас­стояние (дальность).

В реактивной ку­мулятивной мине(рис. 323) заряд, движущий мину, находится в ней самой.

Рис.323. Реактивное противотанковое  оружие,  стреляю­щее кумулятивными минами

Мина дви­жется реактивным способом, как бы отталкиваясь от струи газов, выте­кающих через сопло, находящееся в задней части трубы и представляю­щее собой расширяющийся кусок трубы. «Ружье» для этой мины слу­жит таким образом только направляющей трубой. На нем также смонтирован плечевой упор, прицел и устройство для воспламене­ния реактивного заряда мины электрическим током. Электрическая энергия для этой цели вырабатывается специальным маленьким ге­нератором (импульсатором). При спуске ударника связанный с ним намагниченный стер­жень, перемещаясь в соленоиде, создает импульс электрического тока, нака­ливающего волосок электрозапала.

ГУСЕНИЧНАЯ ТОРПЕДА

Как уже ука­зывалось, пробивная сила при направлен­ном взрыве в не­сколько раз выше, чем при ненаправ­ленном, поэтому не­направленный  взрыв

представляет серьезную опасность для брони танка лишь при достаточно большом количестве взрывчатого вещества. В качестве примера проти­вотанкового оружия ненаправленного фугасного действия приведем гу­сеничную  торпеду, применявшуюся во время второй мировой войны. Один из образцов такой торпеды дан на фото ниже, а на рис. 325 показано применение торпеды.

Гусеничная торпеда (танкетка-торпеда, самоходная мина) — разновидность противотанкового оружия ненаправленного фугасного действия.

Рис. 325. Применение гусеничной торпеды

Торпеда представляет собой маленькую гусеничную машину. Она снабжена барабаном, на который наматывается электропровод. Концы провода присоединены к коробке управления, имеющей три кнопки; две из них служат для управления торпедой, третья — для производства взрыва. На торпеде установлены аккумуляторные батареи; по бортам поставлены два электромотора стартерного типа.

При одновременном нажатии на две крайние кнопки торпеда дви­жется прямо, при нажатии на одну из крайних кнопок поворачивается в ту или иную сторону.

Взрыв торпеды может произойти и в том случае, если танк наедет на нее. Торпеду можно обезвредить, перерезав провода, при помощи ко­торых управляют ею, или расстрелять.

ГЛАВА   СЕДЬМАЯ

ОГНЕВАЯ МОЩЬ

Огневая мощь танка обеспечивается мощностью вооружения, приме­няемого для выполнения многочисленных и разнообразных огневых задач, возникающих в бою, наличием достаточного боевого комплекта, подготовленностью и слаженностью в работе экипажа, а также созданием условий для лучшего использования вооружения в танке.

Скоротечность танкового боя, необходимость вести огонь с хода, большое количество целей, которые могут появляться одновременно на различных направлениях и на разных дальностях, подвижность многих целей — все это повышает требования к мощности и маневренности огня.

Плохая видимость из танка, затрудненные условия работы экипажа в ограниченном пространстве боевого отделения и, наконец, колебания корпуса танка — все это снижает вероятность поражения цели и умень­шает скорострельность. Поэтому повышение огневой мощи танков дости­галось путем совершенствования танкового оружия, приспособления его к особым условиям работы в танке и улучшения этих условий.

В данной главе мы познакомимся с основами устройства танко­вого оружия (подробное изучение которого является предметом специаль­ных курсов), с особенностями работы оружия в танке и способами по­вышения огневой мощи танка.

ВООРУЖЕНИЕ

ВИДЫ ОРУЖИЯ

Танки второй мировой войны были вооружены, как правило, одной пушкой и несколькими пулеметами (рис, 326).

Рис. 326. Установка вооружения в танке     

Причем пушка, спаренная с одним пулеметом (рис. 327), реже с двумя, устанавливалась во вра­щающейся башне с круговым обстрелом.

Рис. 327. Спаренная установка (вид со стороны пулемета)      

Дополнительно пулеметы стави­лись в лобовом листе или по бокам в передней части корпуса танка. Чаще всего их устанавливали неподвижно, так что огонь можно было вести только в направлении движения (по курсу) танка; стрелял из этих пулеметов механик-водитель. Такие пулеметы получили название курсо­вых (рис. 328).

Рис. 328. Размещение вооружения в башне.

Видна установка кормового пулемета, а также курсовых пулеметовв подбашенной коробке

Лобовой пулемет, специально обслуживаемый стрел­ком, монтировался в шаровой установке (рис. 329).

Рис.329. Пулемет в наклонном лобовом листе корпуса (в шаровой установке)

Такой пулемет можно было поворачивать на большой угол в горизонтальной плоскости и при­давать ему углы возвышения для ведения прицельного огня. Сравни­тельно редко в башне устанавливался дополнительный пулемет (рис, 328).

Танковые пулеметы (рис, 330) по своему устройству мало чем от­личаются от пехотных.

Рис. 330. Танковый пулемет ДТМ системы Дегтярева

 Автоматическое действие танкового пулемета осу­ществляется путем отвода части пороховых газов в специальную газовую камору. Под действием газов движется поршень, перемещая при выстреле-затворную раму с затвором назад; к концу этого движения извлекается из ствола и выбрасывается стреляная гильза. Возвратная пружина возвращает затворную раму в переднее положение и досылает в ствол очередной патрон, после чего затвор надежно запирает ствол, при этом, автоматически производится очередной выстрел.

Автоматическое действие пулемета обеспечивает высокий темп стрельбы: до 500—600 выстрелов в минуту. Однако темп стрельбы не следует смешивать с практической скорострельностью. Темпом стрельбы называется количество выстрелов, которое можно сделать из пулемета за единицу времени при непрерывной стрельбе. Но практически из пулемета нельзя непрерывно делать 500—600 выстрелов в минуту хотя бы потому, что не хватит для этого патронов, имеющихся в одном магазине. Практическая скорострельность пулеметов составляет около 100 выстре­лов в минуту.

Огонь из пулемета можно вести одиночными выстрелами, короткими и длинными очередями. Длина очереди, т. е. число патронов, выпускае­мых без перерыва, ограничивается главным образом нагревом ствола. Из некоторых пулеметов можно сделать без перерыва до 200—300 и далее более выстрелов.

Пулеметы заряжаются патронами из магазинов (дисков) или лент.Танковые пулеметы удобнее заряжать из лент. В ленте помещается больше патронов, чем в магазине, ввиду чего пулемет приходится реже перезаряжать.

Танковые пулеметы, как и пехотные, предназначены главным обра­зом для борьбы с живой силой на небольших дальностях (до 500—600 м). Основным оружием танка является пушка. Пушка позволяет решать гораздо более разнообразные огневые задачи на различных дально­стях: уничтожать живую силу противника, бороться с его танками и т. д.

Другие виды вооружения — огнеметы и минометы — не получили на танках широкого распространения, хотя были созданы образцы огнемет­ных танков, а некоторые танки снабжались в дополнение к пушке и пуле­метам также и минометами, в частности многоствольными реактивными установками. В качестве дополнительного оружия прочно внедрились на танках зенитные пулеметы, устанавливаемые на башне в специальных поворачивающихся станках — турельных установках или на враща­ющихся крышках люков (рис. 331).

Рис. 331. Танковая зенитная установка с пулеметом ДШК системы  Дегтярева —Шпагина

Из зенитного пулемета можно вести огонь не только по воздушным, но и по наземным целям (рис. 331, слева внизу).

УВЕЛИЧЕНИЕ МОЩНОСТИ ОГНЯ ТАНКОВЫХ ПУШЕК

Мощность огня танковой пушки зависит от калибра пушки, ее практической скорострельности и способности снарядов вывести цель из строя.

Целью для танковой пушки может быть живая сила противника, его огневые точки, ДЗОТ, артиллерийские орудия, танки против­ника и т. п.

Из предыдущей главы известно, что пробивную силу бронебойного снаряда можно повысить, увеличивая калибр и повышая начальную скорость снаряда, В годы второй мировой войны в связи с увеличением толщины брони танков непрерывно увеличивались как калибр, так и на­чальная скорость снарядов танковых пушек.

Наилучшие результаты с точки зрения повышения мощности огня дает одновременное увеличение калибра и начальной скорости снаряда, но добиться этого трудно.

Увеличение калибра приводит к увеличению размеров пушки. Это затрудняет   установку пушки, стесняет работу экипажа и вызывает необходимость расширять основание (погон) башни. С увеличением веса пушки повышаются усилия, необходимые для работы с механизмами на­водки. Но самым отрицательным последствием увеличения калибра является утяжеление снаряда. Можно считать, что вес снаряда растет примерно в кубической зависимости от калибра, т. е. с увеличением ка­либра в 1,5 раза снаряд делается тяжелее почти вчетверо, а с увеличе­нием вдвое — в восемь раз. Такое увеличение веса снаряда приводит к сильному затруднению заряжания, резкому снижению скорострель­ности пушки; для пушек калибром более 100 мм невозможно применять унитарный патрон (снаряд, собранный вместе с гильзой), в связи с чем еще более удлиняется время заряжания. Кроме того, с увеличением размера снарядов уменьшается их запас в танке: большое число крупно­калиберных снарядов трудно разместить.

Начальная скорость снаряда зависит от его веса, давления порохо вых газов на дно снаряда и длины пути, на протяжении которого это давление действует на снаряд. Уменьшая вес снаряда, можно значи­тельно повысить начальную скорость; так это и делается в подкалиберных снарядах. Но при этом значительно ослабляется бронебойное дей­ствие снарядов на больших дальностях.

Давление газов в стволе можно повысить, либо увеличивая вес поро­хового заряда, либо увеличивая плотность заряжания (размещая заряд в меньшем объеме). Повышать давление весьма нежелательно, так как увеличиваются силы, действующие на детали орудия. Между тем началь­ная скорость снаряда растет гораздо медленнее, чем давление. Так, при повышении давления на 4—6% начальная скорость возрастает всего на 1—2°/₀ , поэтому такой способ увеличения начальной скорости не является достаточно эффективным.

Что касается длины пути, на котором газы действуют на дно снаряда, то увеличить его можно только удлиняя ствол. Удлинение ствола на 3% дает повышение начальной скорости примерно на 1 % (такая зависимость справедлива только для сравнительно небольших удлинений ствола). Этим способом увеличения начальной скорости широко пользовались при создании танковых пушек в годы второй мировой войны.

Но и этот способ повышения начальной скорости сопряжен с рядом отрицательных сторон. Для уравновешивания длинного ствола требуются специальные механизмы, занимающие место в башне. Танку с длинно­ствольной пушкой трудно маневрировать в населенных пунктах, лесах и т. п., так как ствол значительно выходит за габариты танка; В случае преодоления танком препятствий ствол утыкается в землю, а пушка с загрязненным стволом может выйти из строя при выстреле.

Поэтому, определяя пути повышения начальной скорости снаряда учитывают достоинства и недостатки каждого из них и используют соче­тание различных способов одновременно.

УСТРОЙСТВО ТАНКОВОЙ  ПУШКИ


СТВОЛ

Прототипом танковой пушки является обычная полевая пушка. Однако особенности размещения и работы танковой пушки предопреде­ляют ее отличие от полевой.

Остановимся на устройстве танковой пушки, показанной на рис. 332 и 333.

Рис. 332. Вид танковой пушки сбоку

Рис. 333. Вид танковой пушки сверху

Ствол пушки представляет собой длинную трубу, в которой под дав­лением  пороховых газов движется снаряд  (рис. 334).

Рис. 334. Ствол пушки.

Кривые показывают изменение давления газов и скорости снаряда при его движении в стволе       

Начальная скорость снаряда и скорость его вращения, обеспечивающая устойчивость в полете, в основном определяются условиями движения снаряда в стволе.

Внутренняя полость ствола называется каналом. Канал имеет на­резы, в которые врезается снаряд ведущим медным пояском; двигаясь по нарезам, снаряд вращается. В казенной части ствола находится ка­мора или патронник, куда помещается гильза с боевым зарядом. Ка­мора сопрягается с нарезной частью соединительным конусом (рис. 335).

Рис. 335. Казенная часть ствола пушки со снарядом      

Поскольку давление газов в стволе весьма значительно (см. рис. 334), ствол должен обладать высокой прочностью. Утолщение сте­нок ствола повышает прочность лишь до известных пределов, так как чем дальше отстоит кольцевой слой металла от внутренней стенки, тем меньшую часть нагрузки от поперечных усилий он воспринимает. Поэтому после известного предела утолщение стенки ствола нецелесообразно(прочность не повышается, а ствол утяжеляется). Разработаны различ­ные способы повышения прочности ствола, главным образом путем изго­товления его в виде сочетания двух труб. Однако стволы танковых пушек, как правило, делают из одной трубы (моноблок), прочность же обеспе­чивается применением легированных сталей и соответствующей термиче­ской обработкой ствола.

ЗАТВОР

Затвор состоит из запирающего, ударного и выбрасывающего меха­низмов и полуавтоматики. Запирающий механизм прочно запирает канал ствола при выстреле, не допуская прорыва пороховых газов в боевое от деление. Ударный механизм служит для производства выстрела, а вы­брасывающий механизм для удаления изствола стреляной гильзы.

Та часть ствола, в которой выполнено гнездо для затвора, назы­вается казенной частью.

Затворы пушек бывают клиновые и поршневые.

Основная деталь клинового затвора (рис. 336) — массивный сталь­ной клин.

Рис. 336. Вертикальный клиновой затвор танковой пушки

Передняя грань клина (зеркало клина), запирающая канал ствола, расположена под прямым углом к оси ствола, задняя наклонная грань скользит по наклонному срезу казенной части, заставляя клин сме­щаться: вперед — при закрывании затвора и назад—при открывании. Угол наклона грани подбирается так, что затвор при воздействии на него силы давления газов открыться не может (самотормозится).

Движение клина может быть вертикальным (как на рис. 336) или гори­зонтальным (рис. 337, А).

Рис. 337. Горизонтальный клиновой (А)ипоршневой (Б)затворы пушек

Основная часть поршневого затвора (рис. 337, Б)представляет собой нарезную деталь (поршень), ввинчивающуюся при закрывании в резьбу казенной части.

На танках применяются почти исключительно клиновые за­творы. Это объясняется рядом их преимуществ по сравнению с порш­невыми.

Клин тяжелее поршня, это позволяет легче уравновесить ствол. Не­смотря на большую тяжесть, клин открывается и закрывается легче и быстрее, чем поршень.

Движение клина — простое, прямолинейное, а поршня — сложное: вращение вокруг оси рукоятки и относительно собственной оси. Для открытого клинового затвора в башне требуется оставлять меньше сво­бодного места, чем для поршневого.

Сокращение времени на открывание и закрывание затвора позволяет значительно повысить практическую скорострельность пушки, что осо­бенно важно для танков. Поэтому танковые пушки, как правило, снаб­жаются полуавтоматическим затвором. Для автоматического закрывания и открывания затвора и выбрасывания стреляной гильзы используется часть энергии отката или наката ствола после выстрела (см. ниже).

На рис. 338 показано одно из устройств полуавтоматики копирного типа, применяемое в танковых пушках.

Рис. 338. Полуавтоматика кодирного тица танковой пушки и ее детали

Основными деталями этого уст­ройства являются: кулачок полуавтоматики, связанный с осью криво­шипа, при помощи которого открывается затвор, и с нажимным стаканом закрывающей пружины; копир, который может поворачиваться на верти­кальной оси; закрывающая пружина, помещенная в упорном стакане. Кулачок полуавтоматики в задней части имеет скос, ясно видный на рисунке. Скос имеется и на копире. При откате ствола пушки (при вы­стреле) скошенная часть кулачка полуавтоматики набегает на скошен­ную часть копира и отжимает его в сторону, поворачивая на оси (рис. 339, А).

Рис. 339. Последовательные положения деталей полуавтоматики затворапушки при автоматическом открывании затвора

 Как кулачок, так и связанные с ним детали, в том числе и кривошип затвора, не перемещаются относительно затвора. Вследствие этого затвор остается закрытым. После того как кулачок проскочит копир, последний под действием специальной пружины возвращается в прежнее положение. При накате ствола пушки кулачок своей передней цилиндрической частью наскакивает на заднюю наклонную поверхность копира (профиль) и, скользя по ней, поворачивает ось с кривошипом и открывает затвор (рис.339,Б). При опускании клина затвора кулачки выбрасывателей (рис. 340), закрепленные на клине, резко ударяют по нижним выступам выбрасывателей.

Рис. 340. Выбрасывающий механизм пушки

Выбрасыватели, поворачиваясь, вы­брасывают своими захватами гильзу, после чего лапки выбрасывателей заскакивают за выступы кулачков на клине и удерживают клин в ниж­нем положении. При этом закрывающая пружина оказывается сжатой (рис. 339,В).

При заряжании закраина гильзы сбивает лапки выбрасывателейскулачков клина.   Закрывающая пружина, разжимаясь, перемещает нажимной стакан и через кулачок и кривошип закрывает затвор.

Для производства первого выстрела затвор открывается вручную рукояткой затвора, которая при помощи защелки соединяется с криво­шипом затвора (рис. 341).

Рис. 341. Последовательные положения механизмов при ручном открываниизатвора

Как видно из описания, при наличии полуавтоматики вручную про­изводится только заряжание и сам выстрел. Если автоматизируются и эти две операции, пушка становится автоматической. Для пушек средних и больших калибров автоматическое заряжание, требующее непрерывной подачи снарядов к пушке, еще не нашло применения. Автоматическими бывают только малокалиберные танковые пушки.

Спусковой механизм в сочетании с ударным механизмом, смонтиро­ванным в затворе пушки, служит для производства выстрела. Производ­ство выстрела кажется очень простой операцией. Действительно, чтобы выстрелить, достаточно спустить ударник, боек которого разбивает капсюль и тем самым воспламеняет боевой заряд.

Однако возможность поражения целей при стрельбе из танков нахо­дится в большой зависимости от устройства и действия спускового меха­низма. Дело в том, что при стрельбе всегда происходит запаздывание выстрела. Запаздыванием выстрела называется промежуток времени от момента, когда стрелок решил произвести выстрел, до момента вылета снаряда из канала ствола.

Выстрел запаздывает потому, что стрелок, приняв решение, не сразу воздействует на спусковой механизм, а детали спускового механизма и ударного механизма не могут мгновенно передать движение ударнику (запаздывание спуска). Кроме того, требуется некоторое время для воспламенения заряда и движения снаряда по стволу орудия.

Время запаздывания очень невелико. Так, даже при самом несовер­шенном устройстве спускового механизма оно составляет всего около одной пятой доли секунды. Более половины времени запазды­вания выстрела приходится на долю запаздывания спускового меха­низма, а значительная часть остатка — на запаздывание ударного меха­низма.

Если стрельба ведется с места, даже по движущейся цели, запазды­вание не имеет  существенного значения. Время запаздывания значи­тельно меньше времени полета снаряда до цели, учитываемого стрелком, который при наводке орудия вносит поправки на дви­жение цели.

Иначе обстоит дело при стрельбе с хода. Движущийся танк, а с ним и пушка непре­рывно колеблются. Среди раз­личных видов колебаний (они будут подробнее рассмотрены дальше) существенную роль играют продольные угловые ко­лебания. При этих колебаниях ствол орудия то поднимается, то опускается.

Если за одну секунду ствол отклонится на 5° — сравнитель­но небольшая скорость ко­лебания— и за время запазды­вания дульный срез ствола при­поднимется всего на несколько десятков миллиметров, то сна­ряд только из-за запаздывания спуска (другие причины не учи­тываем) при стрельбе на 1000 м уйдет почти на двойную даль­ность — около 2000 м.

Отсюда видно, какое огром­ное значение для повышения точности стрельбы имеет устройство спускового механизма, обеспечиваю­щее уменьшение запаздывания выстрела.

Кроме того, спусковой механизм должен быть устроен и расположен так, чтобы в момент выстрела стрелку не нужно было отвлекаться от на­блюдения за целью и убирать руки с маховичков механизмов наводки. Только при этом условии стрелок может видеть результаты стрельбы и при необходимости быстро уточнить наводку перед следующим выстре­лом. Из сказанного следует, что усилие для производства выстрела должно быть небольшим, а рычаг или кнопку спуска лучше всего рас­полагать на маховичках механизмов наводки.

На рис, 342 и 343 показаны механические спусковые механизмы с ручным и ножным спуском.

       Рис. 342. Ручной спусковой механизм

Рис. 343. Ножной спусковой механизм

На рис. 344 показан ударный механизм затвора, представляющий собой систему рычагов, посредством которых ударник при открывании затвора отводятся назад (взводится), удер­живается во взведенном положении и освобождается при нажатии на спуск, что позволяет боевой пружине энергично подать ударник вперед.

Рис. 344. Ударный механизм затвора

Ручной  и  особенно  ножной  спусковые   механизмы  дают  большое

запаздывание выстрела, иногда достигающее 0,3 секунды. Причина этого—значительный мертвый ход, возникающий вследствие большого-числа шарнирных соединений деталей в спусковых механизмах.

Применение электромагнитного спускового механизма (рис. 345) сокращает запаздывание спуска и уменьшает усилие для спуска.

Рис. 345. Электромагнитные спусковые механизмы спаренной установки и курсового пулемета

Элек­тромагнитный спусковой механизм позволяет легко установить предо­хранитель, не допускающий производства выстрела до полной готов­ности пушки. Чаще всего с этой целью автоматически размыкается элек­трическая цепь спускового механизма после каждого выстрела (прв откате). Для замыкания цепи заряжающий должен нажать на кнопку после того, как пушка заряжена и сам заряжающий занял полагаю­щееся ему место.

При электромагнитном спуске запаздывание все же остается отно­сительно большим, поскольку сохраняется более или менее сложна» система рычагов, а сам электромагнит также срабатывает с некоторым запаздыванием.

Лучший результат дает применение электрозапала. Запаздывание выстрела при этом уменьшается в 6—7 раз, составляя сотые доли секунды вместо десятых. Схема электрозапала показана на рис. 346.

Рис. 346.Схема электрического запала (вид в плане)

В момент нажатия на кнопку спуска ток проходит через систему контак­тов в ударник  затвора, а оттуда — в нити накала, смонтированные в капсюльной втулке гильзы. Накаленные электрическим током нити приводят в дей­ствие воспламенитель. который зажигает бое­вой заряд. В цепи мо­жет быть предусмотре­на любая система предохранителей, исключа­ющих случайный илипреждевременный вы­стрел. Время срабаты­вания запала опреде­ляется только продол жительностью накала нитей до необходимой температуры.

Электрозапал не по­лучил в танковых пушках широкого распро­странения, прежде все­го, из-за того, что для него требуются спе­циального устройствавтулки гильзы и, следовательно исключается взаимозаменяемость снарядов полевой и танковой артиллерии. Кроме того, необходимость иметь ряд разъединяющихся контактов — в самом спуске, в предохранителях, в электрической цепи к затвору и от затвора к капсюльной втулке — делает систему недостаточно надежной, не говоря уже о зависимости ее от состояния источников тока и проводов в танке. Эти обстоятельства заставляют обязательно иметь дополнительный механический спуск, что усложняет устройство затвора, спускового меха­низма и гильзы.

ПРОТИВООТКАТНЫЕ УСТРОЙСТВА

На дно канала при выстреле действует огромная сила. Для 85-мм пушки наибольшее значение этой силы достигает 150 т.

Если закрепить ствол пушки неподвижно, эта сила, нарастающая с огромной быстротой, вызовет сильнейший удар, передающийся на все детали, связанные с пушкой, и может быть причиной серьезной аварии, например срыва башни или опрокидывания танка. Помимо этого, работа экипажа в таких условиях была бы совершенно невозможна.

Большую, но кратковременно действующую силу можно заменить меньшей, действующей более длительно. Это осуществляется посредст­вом торможения отката ствола. При откате основная часть энергии по­роховых газов, действующих на ствол, превращается в тепло; остальная энергия накапливается и используется затем для наката, т. е. для воз­вращения ствола в первоначальное положение.

Чем больше длина отката, тем меньше сила сопротивления, пере­дающаяся на неоткатные части пушки и, следовательно, на башню. Но в танке ограниченность места не позволяет производить большой откат. Кроме того, условия установки пушки в танке допускают значительно большее сопротивление откату, чем для полевой пушки. Устойчивость пушки, стоящей на колесах и врытой сошником в землю, конечно, зна­чительно меньше устойчивости танка. Как мы увидим ниже, для сме­щения заторможенного танка нужна весьма значительная сила, обычно не менее половины его веса; еще большая сила нужна для опрокидывания танка.

По этим причинам в танковых пушках предусматривают неболь­шой откат, допуская сопротивле­ние откату в 3—4 раза выше, чем в полевых орудиях.

Энергию отката воспринимают и затем частично используют для наката специальные противоот­катные устройства, состоящие из гидравлического (жидкостного) тормоза отката и гидропневмати­ческого накатника (рис. 347).

Рис. 347. Расположение  противооткатных устройств танковой пушки

Их подвижные части связаны со ство­лом пушки, а неподвижные — с деталью, называемой люлькой, на которой пушка устанавливается в башне.

Гидравлический тормоз от­ката (рис. 348) состоит из поршня со штоком, связанным состволом пушки, и цилиндра, установленного на люльке.

Рис. 348. Схема и устройство гидравлического тормоза отката

В цилиндр ввер­нуто веретено переменного сечения, проходящее во внутреннюю полость штока. Цилиндр заполнен жидкостью, чаще всего смесью глицерина с водой  (стеол).

При откате ствола жидкость, вытесняемая поршнем, проходит из одной части цилиндра в другую через отверстия в поршне, через коль цевой зазор между днищем поршня и веретеном. Небольшая величина этого зазора и большая скорость движения поршня приводят к тому, что жидкость встречает значительное гидравлическое сопротивление, на преодоление которого затрачивается энергия отката; вследствие этого движение ствола при откате тормозится. По мере отката величина кольцевого зазора между веретеном и днищем поршня уменьшается, сходя на нет к концу отката. Сопротивление жидкости при прохождении ее через постепенно уменьшающийся кольцевой зазор возрастает, что вызывая повышение температуры жидкости.

Некоторая часть жидкости при откате, отжав клапан в головке веретена (клапан модератора), проходит в заднюю полость штока. При накате основная часть жидкости успевает сравнительно свободно воз­вратиться под поршень через кольцевой зазор, поскольку скорость на­ката невелика. Жидкость же из-под головки веретена, прижав клапан, может вернуться только через узкие канавки переменного сечения, сделанные внутри штока. Сопротивление перетеканию жидкости тормо­зит движение ствола при накате. Следовательно, тормоз отката служит также и тормозом наката. Такой тормоз необходим, чтобы избежать резких ударов в конце наката.

На рис. 349 показаны схема и устройство гидропневматического накатника.

Рис. 349. Схема и устройство гидропневматического накатника

Он состоит из двух цилиндров, сообщающихся между собой отверстиями. Внутренний цилиндр заполнен жидкостью целиком наружный — частично, так что некоторый объем над жидкостью запол­нен воздухом под давлением до 50 ат. Давление передается жидкости, которая действует на поршень, связанный со стволом. Благодаря этому ствол удерживается в переднем положении при наклонах пушки, не отхо­дит назад при случайных толчках и энергично накатывается вперед, не­смотря на сопротивление в тормозе.

При откате поршень вытесняет жидкость из внутреннего цилиндра в наружный,    вследствие чего воздух дополнительно сжимается в 2—3 раза, накапли­вая, подобно пружине, энергию для после­дующего наката. Та­ким образом, жидкость в накатнике служит только для передачи давления от воздуха к поршню или обратно. Ее применяют потому, что легче предотвра­тить утечку вязкой жидкости, чем сжатого воздуха, который лег­ко мог бы вытечь че­рез уплотнения. По­этому уровень жидко­сти всегда поддержи­вают с таким расчетом, Чтобы соединительные отверстия цилиндра при любом наклоне его были закрыты жидкостью. Увеличение мощно­сти огня танковых пу­шек связано с ростом энергии отката. Чтобы поглотить ее, надо уве­личить либо длину отката, либо силу сопротивления. И то и дру­гое допустимо лишь до известных пределов.

Применение дуль­ных тормозов (рис.350) позволяет уменьшить длину отката не    увеличивая сопротивления.

Рис. 350.   Устройство и схема действия дульного тормоза активного (А) и реактивного (Б) типа

Для этогоиспользуются те же газы, которые выбрасывают снаряд из пушки. Представим себе, что перед дульным срезом, параллельно ему, поставлено несколько колец. Вырывающиеся из канала ствола газы бу­дут давить на кольца и толкать их вперед. Если соединить кольца со стволом, они будут тормозить его откат. На этом основано действие дуль­ного тормоза активного действия (рис. 350, А).

Если дать газам выход назад через наклонные щели в тормозе (рис. 350, Б), то на переднюю стенку щелей будет действовать реакция газовой струи, направленная вперед, как в реактивном снаряде. Так дей­ствует реактивный дульный тормоз.

На практике применяются тормоза обоих типов, а также активно-реактивные тормоза, сочетающие тот и другой принцип действия. Дуль­ный тормоз может поглотить большую часть энергии отката. Однако его использование затрудняет наблюдение за целью после выстрела, так как при выстреле поднимается пыль. Направление сильной струи газов назад, на танк, создает опасность для бойцов-десантников, находящихся на его броне. При срыве тормоза пушка выходит из строя ввиду уве­личения длины отката сверх допустимых пределов. Чтобы ослабить дей­ствие этих неблагоприятных обстоятельств, возможности тормоза исполь­зуют неполностью, заставляя его поглощать примерно 20—30% энергии отката.

ПРОДУВКА СТВОЛА

Одной из причин, сильно затрудняющих работу экипажа и поэтому снижающих огневую мощь танка, является насыщение воздуха в боевом отделении пороховыми газами, содержащими ядовитый газ — окись углерода (угарный газ).

Вентилятор обеспечивал удовлетворительную очистку боевого отде­ления от пороховых газов, пока на танках применялись пушки сравни­тельно небольших калибров. При современных мощных танковых пуш­ках одного только вентилятора для этого уже недостаточно. Усиление вентиляции приведет к увеличению размеров люков и отверстий в броне и потребует большого расхода энергии двигателя на вентиляцию. По­этому на некоторых танках во вторую мировую войну была применена продувка стволов сжатым воздухом после каждого выстрела. Подача воздуха осуществлялась автоматически в момент открывания затвора механизмом полуавтоматики. Струя воздуха, вытесняя оставшиеся поро­ховые газы вперед, препятствовала их выходу в башню и помогала рас­сеять газы перед стволом.

Источником сжатого воздуха может служить специальный компрес­сор, приводимый в действие двигателем танка, или баллон со сжатым воздухом, заряжаемый на зарядной станции.

Поскольку значительная часть газов попадает в боевое отделение из стреляной гильзы, кроме продувки ствола, желательно применять прину­дительный отсос газов из гильзоулавливателя. Разумеется, вентиляция башни остается необходимой и при наличии всех этих устройств.

БОЕВОЙ КОМПЛЕКТ, ЗАРЯЖАНИЕ ПУШКИ

Положенное по норме количество возимых в танке боеприпасов со­ставляет его боевой комплект. Боевой комплект состоит в основном из пулеметных патронов и артиллерийских выстрелов.

Пулеметные патроны (а также патроны к автоматическим пушкам) размещаются либо в дисках (магазинах), либо в лентах. Действие пру­жины магазина или движение ленты обеспечивает подачу патрона в па­тронник при открывании затвора  (после каждого выстрела).

Артиллерийский выстрел, состоящий из снаряда, боевого заряда, (по­роха), гильзы и некоторых дополнительных элементов, может быть объ­единен в унитарном патроне (выстрел патронного заряжания) или раз­делен на снаряд и заряд (выстрел раздельного заряжания — гильзового или картузного) (рис. 351).

Рис. 351.  Выстрелы патронного и раздель­ного заряжания:

А — выстрел со снаря­дом, имеющим бронебой­ный наконечник; Б—вы­стрел для пушки с кони­ческим каналом ствола

В обоих случаях полуавтоматические и не­автоматические пушки заряжаются вручную. Конечно, зарядить пушку унитарным патроном можно гораздо быстрее, чем вкладывая в ствол в два приема снаряд и гильзу с зарядом. Для танковой пушки, скоро­стрельность которой является одним из важнейших требований, преиму­щества патронного заряжания очевидны, а его основной недостаток — невозможность изменять величину заряда и тем воздействовать на вид траектории (линии полета снаряда) — несуществен. Однако при боль­ших калибрах (более 100 мм) вес и размеры выстрела настолько увели­чиваются, что невозможно зарядить пушку унитарным патроном вручную, да и разместить такие патроны в танке весьма затруднительно. С целью уменьшить трудности при заряжании пушек таких калибров переходят к выстрелам раздельного заряжания.

Величина боевого комплекта теоретически определяется количеством боеприпасов, необходимых танку на период напряженного боя. При этом, разумеется, учитывается потребность в снарядах различного типа, прежде всего бронебойных — калиберных, подкалиберных, кумулятив­ных— для борьбы с танками, осколочно-фугасных— против живой силы, артиллерии, огневых точек. Практически величина боевого комплекта определяется условиями его размещения в боевом отделении. Боеком­плект должен быть размещен так, чтобы можно было достать унитарный патрон или снаряд и заряд из гнезда, вынести на линию заряжания и подать в ствол.

Для 75-мм пушки боевой комплект может достичь 100 выстрелов и больше. С увеличением калибра пушки боекомплект резко уменьшается. Часто он не превышает 20—30 выстрелов.                                           _;

Боекомплект на один пулемет нормального калибра составляет две-три тысячи патронов, для крупнокалиберного значительно меньше. Примерное размещение боекомплекта в боевом отделении танка по­казано на рис. 352. 

Рис. 352. Схема боеукладки в танке

Устройство боеукладок для снарядов и магазинов показано на рис, 353.

Рис. 353. Устройство боеукладок для снарядов и магазинов:  

А—рамочная укладка  снарядов; Б — хомутиковая укладка снарядов; В — рамочная укладкадля пулеметных магазинов

МАНЕВР ОГНЕМ

Манёвр огнем танкового оружия —это способность   оружия   изме­нять дальность и направление огня.

Маневр огнем обеспечивается установкой оружия во вращающейся башне (имеющей круговой поворот), возможностью придавать оружию различные углы возвышения, а также удобством, легкостью и быстротой изменения положения, башни и оружия при помощи соответствующих механизмов.

УСТАНОВКА ОРУЖИЯ.  ВЕРТИКАЛЬНАЯ   НАВОДКА

Как уже указывалось, ствол пушки связан посредством противоот­катных устройств с иеоткатной частью пушки — люлькой, которая на­правляет его движение при откате и накате и служит для установки ору­жия в башне. Обычно люлька оборудована цапфами, на которых она мо­жет качаться относительно башни (см., например, рис. 332).

При такой установке качающаяся часть системы — ствол с противооткатными устройствами и люлька — может только наклоняться вверх и вниз. Су­ществует и другой способ установки—на карданных сочленениях, позво­ляющих системе иметь небольшое горизонтальное перемещение (рис.354).

Рис. 354. Установка танковой пушки в карданном подвесе

Этот способ установки пушки применялся на самоходно-артиллерийских установках, у которых нет вращающейся башни, а также в тех легких танках, где пушка снабжалась плечевым упором.

С качающейся частью пушки скрепляется бронировка системы, при­крывающая вырез (амбразуру), через которую ствол выходит из башни наружу.

Качание пушки позволяет придавать ей углы возвышения и скло­нения. Угол возвышения определяет дальность полета снаряда при дан­ной величине боевого заряда. Так как при наведении пушки в цель поль­зуются шкалами прицелов, на которых нанесены дальности в метрах, то для каждого типа снарядов (а при переменном заряде и для разных зарядов) делаются особые шкалы. Одному и тому же углу возвышения будут соответствовать разные дальности для разных по весу и форме снарядов иразных по весу зарядов.

Предельный угол возвышения танковых пушек 20—25° (рис, 355).

Рис. 355. Углы возвышения и склонения пушки

Увеличить его не позволяют условия размещения пушки в башне. Даль­нобойность танковой пушки значительно превышает дальность действи­тельного огня, поэтому увеличение угла возвышения желательно главным образом для того, чтобы иметь возможность обстреливать цели, располо­женные выше танка, например при бое в горах, в населенных пунктах (стрельба по целям в верхних этажах домов), а также по самолетам.

В минувшую войну танкисты с этой целью иногда устанавливали свои танки на естественном или искусственно сделанном подъеме. Тогда угол подъема танка складывался с углом возвышения пушки.

Угол склонения, величина которого обычно находится в пределах 5—10°, определяет величину мертвого (необстреливаемого) пространства вокруг танка, которое зависит также от высоты установки орудия над землей. Если танк находится значительно выше цели, мертвое простран­ство значительно увеличивается. Увеличению предельного угла склоне­ния, так же как и угла возвышения, мешают условия размещения си­стемы в башне, особенно недостаточная высота башни, препятствующая подъему казенной части пушки.

Для придания пушке нужного угла возвышения служит механизм вертикальной наводки, иначе называемый подъемным механизмом. Этот же механизм удерживает пушку в приданном ей положении, не позво­ляя стволу качаться самопроизвольно. Наиболее распространенный подъемный механизм (рис. 356) состоит из зубчатого сектора, связанного с качающейся частью пушки, и сцепленной с ним шестерни, связанной с некачающимися деталями.

Рис. 356. Подъемный механизм пушки

Шестерня приводится во вращение махович­ком через червячную пару(червяк и червячное колесо). Самоторможе­ние червячной пары обеспечивает сохранение приданного пушке угла возвышения.  

Самоторможение червяка, используемое во многих механизмах, за­ключается в том, что вращение может передаваться только от червяка к червячной шестерне (колесу) и не передается от шестерни к червяку. Иначе говоря, если вращать червяк, то будет вращаться и шестерня; если же попытаться повернуть шестерню, она не только не повернет червяк, но и сама будет тормозиться им. Это явление объясняется дей­ствием сил трения, возникающих между червяком и шестерней, и зави­сит от угла наклона резьбы червяка.

Соотношение размеров шестерен подъемного механизма (передаточ­ное число) выбирают так, чтобы сила на маховичке не превышала допу­стимой величины. Однако чем эта сила меньше, тем медленнее происхо­дит подъем ствола пушки. Чем тяжелее артиллерийская система и чем хуже она уравновешена, тем больше должно быть передаточное число и тем ниже будет скорость вертикальной наводки. Обычно скорость верти­кальной наводки находится в пределах 1—3 градуса в секунду, т. е. наи­больший угол возвышения можно придать системе за 10—25 секунд.

Уравновешенной система считается тогда, когда величина силы, не­обходимой для ее подъема, при любом угле возвышения или склонения одинакова. Если такую систему освободить от тормоза (разъединить чер­вячную пару), она останется в приданном ей положении. Это означает, что центр тяжести системы лежит на оси цапф.

Уравновешивание длинноствольных танковых пушек, особенно пу­шек крупных калибров, представляет трудную задачу, так как дульная часть оказывается намного тяжелее казенной. Для уравновешивания применяют специальные противовесы, устанавливаемые в казенной ча­ста. Если уравновесить пушку все же не удается, приходится делать специальный уравновешивающий механизм. Такой механизм чаще всего представляет собой пружину или несколько пружин, установленных и со­единенных с пушкой так, что при любом угле наклона сила их натяже­ния полностью уравновешивает систему.

Можно значительно уменьшить силу на маховичке механизма вер­тикальной наводки или, сохранив величину силы, увеличить скорость наводки, если заменить червячную пару шестеренчатой: в червячной паре до половины передаваемой через нее мощности тратится на трение между червяком и червячным колесом. Однако шестеренчатая передача требует специального тормоза для сохранения приданного стволу пушки угла возвышения, что усложняет механизм вертикальной наводки и де­лает его менее надежным; поэтому чисто шестеренчатые механизмы вер­тикальной наводки с отдельным тормозом не получили распространения.

ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ НАВОДКА (ПОВОРОТ БАШНИ)

Горизонтальная наводка, т. е. изменение направления огня, в совре­менных танках осуществляется почти исключительно поворотом всей башни с установленным в ней вооружением. Скорость поворота башни определяется, во-первых, необходимостью быстро переносить огонь с одного направления на другое и, во-вторых, условиями стрельбы с хода и по движущимся целям. Остановимся на этом подробнее.

При стрельбе с хода, когда танк движется не прямо на цель, башню приходится все время поворачивать, чтобы иметь возможность «следить» за целью.

На рис. 357 наглядно показано, что при стрельбе по неподвижной цели угол, на который приходится поворачивать башню за одно и то же время, тем больше, чем ближе к танку находится цель.

Рис. 357. Поворот башни при стрельбе по недодвижной цели

 С увеличением скорости движения величина угла, на который необходимо поворачивать башню за одно и то же время, также возрастает.

Если цель движется в ту же сторону, что и танк (при попутном курсе, рис. 358), необходимая скорость поворота башни уменьшается тем значительнее, чем больше скорость цели приближается к скорости танка.

Рис. 358. Поворот башни при стрельбе по движущейся цели (попутный курс)

Когда танк и цель движутся с одинаковой скоростью, башню вообще не приходится поворачивать.

Если направления движения танка и цели противоположны (встречно-параллельный курс. рис. 359), необходимая скорость поворота башни увеличивается тем больше, чем выше скорость цели.

Рис. 359. Поворот башни при стрельбе по движущейся цели (встречно-параллельный курс)

Необходимая скорость поворота башни уменьшается, если танк и цель движутся не параллельно, а под некоторым углом друг к другу. Очевидно, что при движении танка прямо на цель башню вообще не нужно поворачивать.

При быстром переносе огня с одного борта на другой башню надо вращать с большой скоростью. Но для точного прицеливания башню сле дует поворачивать очень медленно, иначе цель «ускользнет» из поля зрения приборов наблюдения; поэтому скорость вращения башни должна иметь по крайней мере две ступени — быструю и медленную. Необходи­мая величина высшей скорости определяется, исходя из скорострельно­сти противотанковых пушек. Поворот на высшей скорости может произ­водиться с постоянным числом оборотов в минуту.

Чтобы облегчить вращение башни, ее устанавливают на шариковой (рис. 360) или роликовой опоре.

Рис. 360. Шариковая опора башни

Шарики укладываются между двумя стальными кольцами (погонами), одно из которых прикреплено к кор­пусу танка, другое к башне. Погоны предохраняют башню от смещения, а специальные захваты— от срыва при попадании в башню снаряда, при отдаче пушки, ударе о препятствие (например, о дерево в лесу) и т. д. Иногда опоры башни устраивают так, чтобы обойтись без захватов.

МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА БАШНИ И ПРИВОД К НЕМУ

Механизм, при помощи которого поворачивают башню в разные сто­роны и с разными скоростями, называется механизмом поворота башни или механизмом горизонтальной наводки.

Механизм поворота башни устроен на всех танках примерно одина­ково. Он состоит из ведущей шестерни, вал которой установлен в при­крепленном к башне картере механизма, и неподвижного зубчатого венца, изготовляемого, как правило, заодно с нижним погоном, который связан с корпусом танка. Если вращать ведущую шестерню, то она, ка­тясь по венцу, заставит поворачиваться башню.

Различие между механизмами поворота башни определяется тем, какой источник энергии используется для вращения башни и как эта энергия передается от источника к ведущей шестерне.

Для вращения башни обычно используется мускульная энергия на­водчика или энергия аккумуляторных батарей.

Передача энергии к механизму поворота может осуществляться че­рез механический, электрический или, наконец, гидравлический (жид­костный) привод.

Механический привод состоит только из валов и шестерен; при по­мощи этого привода башня поворачивается вручную; в электрическом, кроме того, обязательно есть электромотор, который приводится в дей­ствие током, от аккумуляторных батарей или от специального генератора, вращаемого двигателем танка.

До войны большинство легких танков имело только ручной привод, а на некоторых поворот башни осуществлялся при помощи плечевых упоров, без всяких механизмов. Но усилием руки можно развить мощ­ность до 0,1 л. с., а для быстрого вращения башен танков требуется мощность 2—2,5 л. с. Чаще всего на танках применяют механизмы пово­рота с двойным приводом — ручным механическим, сочетаемым с гид­равлическим или электрическим. Электрический привод в зависимости от его устройства (см. выше, глава V) может служить либо только для быстрого переноса огня, либо также и для точной наводки. В последнем случае ручной привод является резервным.

Механизм поворота башни с ручным механическим приводом пока­зан на рис. 361.

                                         Рис. 361. Механизм поворота башни с ручным механическимприводом.                                   

Видна часть шариковой опоры башни с захватовм

Здесь вращение маховичка через передаточные шестерни передается ведущей шестерне механизма. Направление вращения башни зависит от направления вращения маховичка. Чтобы башня не могла провернуться при резком повороте танка, толчке или откате пушки, ме­ханизм снабжают тормозом, удерживающим башню на месте, когда ма­ховичок не вращается,

В некоторых приводах, чтобы избежать установки тормоза, шесте­ренчатую передачу заменяют самотормозящейся червячной передачей. Недостатком червячного привода является то, что при попадании сна­ряда в башню, при ударе стволом пушки о местное препятствие и т. д, возможна поломка червячной шестерни и связанного с ней червяка; по­этому между червячной и ведущей шестернями механизма устанавли­вают предохранительное фрикционное устройство (рис. 362).

Рис. 362.  Механизм поворота башни с планетарной передачей в приводе

При рез­ком ударе фрикцион пробуксовывает и таким образом предохраняет передачу от поломки.

В том случае, когда, кроме ручного привода, имеется электрический, необходим переключатель для перехода с одного привода на другой. Если в приводе использована планетарная передача (рис. 362), можно обойтись без переключателя, В этом случае, как видно из рисунка, ма­ховичок через червячную передачу связан с водилом, вал электромотора через вторую такую же передачу связан с солнечной шестерней, а венец планетарного механизма через фрикцион — с ведущей шестерней. При вращении маховичка солнечная шестерня заторможена червяком элек­тромотора; когда работает электромотор, червяк маховичка тормозит водило. В обоих случаях ведомой частью передачи служит венец плане­тарного механизма.

Гидравлический привод механизма поворота башни схематично по­казан на рис. 363.

Рис. 363. Схема гидравлического привода механизма поворота башни

Основными частями привода являются гидронасос и гидромотор; последний приводит в действие шестеренчатую передачу поворота башни. Скорость поворота башни регулируется путем изменения производитель­ности гидронасоса.

Гидронасос состоит из двух частей: невращающейся (статора) и вра­щающейся (ротора). Статор установлен в корпусе насоса так, что он может перемещаться вверх и вниз под действием гайки с наклонной плоскостью, передвигаемой при помощи винта. Ротор, приводимый во вращение электромотором, имеет вырезы, в которые свободно вставлены подвижные лопасти.

Когда ротор находится в среднем (нейтральном) положении (рис. 363), т. е. когда его ось совпадает с осью статора, жидкость не по­ступает к гидромотору, а лишь перегоняется лопастями по кругу внутри статора: насос работает вхолостую.

Если опустить статор в крайнее нижнее или поднять его в крайнее верхнее положение, лопасти ротора не смогут перегонять жидкость вхо­лостую. Жидкость, поступающая в насос, будет подаваться гидронасосом к гидромотору. Направление вращения ротора не меняется. Но в зави­симости от того, в каком положении находится статор — в верхнем или нижнем, жидкость нагнетается либо в левую (рис. 364, А), либо в пра­вую (рис. 364, Б) сторону и поступает в гидромотор то с одной, тос другой стороны.

Рис. 364. Схема работы гидравлического привода механизма поворота башни: А — поворот башни влево; Б — поворот башни вправо

Мы рассмотрели работу гидронасоса в двух случаях: когда ротор находится в среднем положении и в одном из крайних. В первом слу­чае жидкость не перегоняется насосом, во втором насос подает в гидро­мотор наибольшее количество жидкости. Если установить статор так, что ротор окажется в промежуточном положении, то насос будет работать не на полную мощность. Таким образом, количество жидкости, нагне­таемой насосом при постоянных оборотах, зависит от величины смеще­ния ротора.

Насос такого типа называется коловратным с переменным смеще­нием или, как говорят, с переменным эксцентриситетом ротора. По этому же принципу работают коловратные насосы системы питания двигателя, но у них смещение ротора постоянное.

Рассмотрим теперь гидромотор. Он устроен так же, как и насос, но имеет неперемещающийся статор, поэтому ротор всегда находится в крайнем положении.

Поступая в гидромотор, жидкость давит на его лопасти; при этом вследствие смещения ротора относительно статора площадь нижней ло­пасти, на которую давит жидкость, всегда больше площади верхней ло­пасти. На нижнюю лопасть действует большая сила, поэтому ротор вра­щается в направлении ее действия; направление же силы зависит от того, с какой стороны жидкость подводится к гидромотору.

Скорость вращения ротора, а значит, и башни зависит от количества жидкости, нагнетаемой гидронасосом за одно и то же время. Действи­тельно, через гидромотор за один оборот ротора может пройти лишь определенное количество жидкости), скажем, 1 л. Если насос нагнетает 1000 л в минуту, то, чтобы пропустить через себя всю эту жидкость, ротор гидромотора должен за минуту сделать 1000 оборотов;   если насос будет нагнетать 500 л, гидромотор должен будет сделать 500 об/мин и т. д.

Передвигая гайку с наклонной плоскостью (вращая рукоятку управ­ления в ту или иную сторону), можно изменять направление и скорость вращения башни и плавно менять скорость ее вращения; скорость вра­щения башни плавно изменяется в зависимости от того, на сколько деле­ний повернута рукоятка.

Жидкость, совершившая работу в гидромоторе, возвращается в насос. Убыль  (утечку) жидкости можно восполнить при помощи маленького вспомогательного насоса (см. рис. 363), подающего жидкость да бака к основному насосу через обратный клапан. Это клапан пропускает жид­кость только в одном направлении — от вспомогательного насоса к основному. Если жидкости достаточно, вспомогательный насос рабо­тает вхолостую.

Два редукционных клапана, из которых один может открываться при вращении башни вправо, а другой — при вращении ее влево, не позволяют давлению жидкости повышаться сверх определенной вели­чины, что могло бы привести к разрыву трубок гидравлической магистрали или к поломке лопастей ротора. Это особенно важно в том слу­чае, когда гидромотор включен при застопоренной или заклиненной башне. Тогда жидкость, не имея возможности провернуть рстор гидро­мотора, откроет клапан и вернется обратно к гидронасосу, минуя гидромотор  (см. рис. 364).

Большое значение имеет способность гидравлического привода быстро останавливать башню после его выключения; гидравлический привод не дает башне повернуться по инерции дальше, чем следует. В самом деле, предположим, что мы выключили привод, установив ста­тор в нейтральное положение. Башня, пытаясь поворачиваться по инер­ции, будет стремиться вращать ротор гидромотора, который теперь станет работать как гидронасос. Но жидкость, поступающая в на­сос, не может провернуть его ротор, так как силы, действующие на верхнюю и нижнюю пластины, одинаковы; поэтому жидкость откроет редукционный клапан, преодолев его сильную пружину, и начнет медленно перетекать обратно кгидромотору, тормозя ротор, а с ним и башню.

Устройство и действие электрического привода механизма поворота башни описаны в главе V«Электрооборудование тамка».

ПРАКТИЧЕСКАЯ СКОРОСТРЕЛЬНОСТЬ

Скорость движения танка при атаке составляет в среднем 15—20 км/час. При этой скорости еще возможно вести стрельбу с хода. За 1 минуту танк пройдет 250—300 м, следовательно, расстояние, отде­ляющее атакующие танки от позиций противника, может быть пройдено за 2—3 минуты. Чтобы за такое короткое время огонь танка был дей­ствительным, его пушка должна быть достаточно скорострельной.

Техническая скорострельность определяется числом снарядов, кото­рое можно выпустить за единицу времени, если считать, что пушка на­водится в цель и заряжается мгновенно. Практическая скорострельность, т. е. число прицельных выстрелов в единицу времени, зависит от весьма большого числа обстоятельств (многие из них уже упоминались выше) и всегда бывает во много раз меньше технической.

На рис. 365 показана примерная практическая скорострельность танковых пушек различных калибров при стрельбе с места и с хода.

Рис. 365, Практическая скорострельность танковых пушек

Из рисунка видно, что при увеличении калибра пушки резко снижается ско­рострельность. Это объясняется главным образом трудностью заряжания при больших калибрах из-за увеличения размеров и веса снаряда и не­возможности применить унитарный патрон.

Значительное уменьшение скорострельности при стрельбе с хода определяется общим ухудшением условий работы экипажа в движу щемся танке и, прежде всего, колебаниями корпуса, сильно затрудняю­щими и замедляющими прицеливание.

Кроме того, на скорострельность влияют все те факторы, от которых зависят удобство и легкость работы экипажа в боевом отделении танка.

Удобное расположение боекомплекта может значительно повысить ско­рострельность, так как будет легче доставать и подавать выстрелы. Раз­меры боевого отделения, особенно в той части, где работает заряжаю­щий, характеризуют удобство действий у пушки, а значит, и ее скоро­стрельность. Возможная скорость горизонтальной и вертикальной на­водки, определяемая как устройством механизмов и усилием на махович­ках, так и удобством их размещения, влияет на скорострельность в очень большой степени; поэтому, в частности, наводчик должен иметь возмож­ность работать обоими маховичками одновременно и совершенно механи­чески, т. е. не думая, в какую сторону их надо вращать. Следовательно, даже такие «мелочи», как взаимное расположение маховичков, их вы­сота, направление вращения, возможность регулировки сиденья навод­чика,— все это имеет значение и чрезвычайно сказывается на практиче­ской скорострельности танковой пушки.

Существенно отражаются на скорострельности также условия при­целивания и наблюдения, в частности возможность наблюдать разрывы и на основании этого корректировать огонь. Эти условия, в свою очередь, определяются качеством прицелов и приборов наблюдений, временем су­ток, погодой, состоянием грунта  (наличием пыли) и многим другим.

Серьезное, если не наибольшее, влияние на скорострельность ока­зывают обученность и слаженность экипажа.

Поэтому данные, приведенные на рис. 365, надо рассматривать как приблизительные. Всегда следует помнить, что практическая скоро­стрельность меняется в значительных пределах не только для разных танков, но даже для одного и того же танка в зависимости от условий, в которых он действует, и от обученности экипажа.

ВЕРОЯТНОСТЬ ПОРАЖЕНИЯ ЦЕЛИ  

Результаты огня танковой пушки, как, впрочем, и всякой другой,. определяются, прежде всего, количеством снарядов, поражающих цель; поэтому, оценивая огневую мощь танка, необходимо наряду со скоро­стрельностью учитывать, какая часть выпущенных снарядов может достигнуть цели и поразить ее. Иначе говоря, следует учесть вероятность поражения цели.

Если неподвижно закрепить пушку при каком-либо положении ствола, соответствующем данной дальности, и произвести из нее боль­шое количество выстрелов снарядами одного и того же типа, то снаряды не будут ложиться в одной точке. Они будут рассеиваться, покрывая не­которую площадь, причем от середины к краям этой площади количество снарядов будет уменьшаться (рис. 366).

Рис. 366. Рассеивание снарядов

Попадание снарядов не в одну, а в разные точки свидетельствует о том, что линии их полета, или траектории, также неодинаковы. (рис. 367).

Рис. 367. Траектории снарядов, выпущенных при неизменном положении осиканала ствола

Рассеивание снарядов неизбежно даже при неизменном положении пушки во время стрельбы. Оно объясняется некоторой разницей в весе снарядов, положении центра тяжести, разницей в весе заряда и его плотности, скорости горения, а также многими другими незначитель­ными отличиями между отдельными выстрелами. Необходимо также иметь в виду влияние меняющихся атмосферных условий, например на­правления и скорости ветра.

Допущенное нами условие полной неизменности положения пушки тоже в действительности не соблюдается. Зазоры в деталях механизмов наводки (например, между зубьями шестерен) позволяют стволу пушки перемещаться на величину, определяемую этими зазорами. Это также скажется на рассеивании снарядов.

Если в результате выстрела наводка несколько нарушается, то ис­правление ее также приведет к увеличению рассеивания, поскольку пол­ное однообразие наводки невозможно. Однообразие наводки зависит от искусства наводчика и совершенства прицелов.

Из всего сказанного следует, что избежать рассеивания нельзя даже при стрельбе с места. Совершенство конструкции артиллерийской системы и боеприпасов, тщательность их изготовления, правильность их об­служивания и ухода за ними могут лишь уменьшить рассеивание, или, что то же самое, увеличить кучность.

При стрельбе с хода кучность резко ухудшается вследствие колеба­ний корпуса танка (о них будет сказано дальше) и может стать в 3—4 раза меньше, чем при стрельбе с места. Искусство наводчика, быстрота, легкость и удобство пользования механизмами наводки, умень­шение времени запаздывания выстрела и специальные конструктивные средства, ослабляющие влияние колебаний на стрельбу (применение амортизаторов, стабилизация оружия и др.), —все это при стрельбе с хода приобретает важнейшее значение.

Понятно, что вероятность поражения цели тем больше, чем выше кучность. Но одна кучность еще не решает задачи. Можно представить себе такое положение, когда кучность будет очень высокой, но цель не будет поражена, так как она окажется вне площади рассеи­вания.

Поскольку большая часть снарядов ложится ближе к центру пло­щади рассеивания, необходимо, чтобы этот центр находился в определен­ном положении относительно цели.

Так, при стрельбе по танкам, когда для поражения цели необходимо прямое попадание, средняя траектория, ведущая к центруплощади рас­сеивания, должна проходить через центр цели.

При стрельбе по живым целям в некоторых случаях желательно, чтобы средняя траектория проходила перед целью. Тогда после рико-шетирования снарядов, вероятность которого значительна из-за полого­сти их траекторий, разрывы будут происходить над целью.

Наиболее выгодное положение средней траектории обеспечивается устройством и выверкой прицелов и, разумеется, правильной, быстрой и однообразной наводкой, поэтому сказанное выше об условиях, обес­печивающих кучность, в значительной мере относится и к средней траек­тории.

Некоторые вопросы, связанные с повышением вероятности пораже­ния цели, например вопросы о механизмах наводки, о запаздывании выстрела и др., были рассмотрены нами раньше, поэтому здесь мы остано­вимся на прицелах танковых пушек, а также на колебаниях корпуса танка и мерах ослабления их вредного влияния на стрельбу.

ПРИЦЕЛЫ

Как уже указывалось, дальность полета снаряда при прочих равных условиях определяется углом. возвышения пушки. Необходимый угол придается вертикальной наводкой. Что же касается горизонтальной на­водки, то здесь, казалось бы, требуется только повернуть ствол так, чтобы его ось лежала в одной вертикальной плоскости с целью. В дей­ствительности летящий снаряд отклоняется от этой плоскости как вслед­ствие своего вращения, так и под действием бокового ветра. Кроме того, движущаяся цель за время полета снаряда успевает переместиться ыа некоторое расстояние. Все эти обстоятельства заставляют отклонять ось канала ствола от указанной плоскости на некоторый угол, называемый углом боковой поправки.

Наводка представляет собой совокупность всех действий, направлен­ных к тому, чтобы придать орудию такое положение в пространстве относительно цели, при котором средняя траектория пройдет через цель. Положение наведенного орудия в пространстве определяется углом возвышения и углом боковой поправки. Следовательно, для наводки не­обходимо установить ось канала ствола в нужное положение. Для ре­шения этой задачи и служит прицел.

Из танкового оружия стрельбу ведут, как правило, прямой наводкой. Прямая наводка применяется при стрельбе по видимой с огневой пози­ции цели и заключается а том, что линия прицеливания совмещается с целью или с точкой, находящейся в непосредственной близости от цели.

На танках применяются главным образом оптические прицелы. Оптическая часть любого прицела может состоять из нескольких линз и зеркал или призм. Одно из основных требований, предъявляемое ко всем военным оптическим приборам, заключается в том, что размеры пред­метов при наблюдении через прибор должны казаться увеличенными, т. е. изображение предмета в приборе наблюдатель должен видеть под углом зрения большим, чем угол зрения, под которым наблюдатель ви­дит предмет невооруженным глазом  (без прибора).

На плоской стороне одной из линз, а чаще на специальном плоском стекле, называемом сеткой, наносятся шкалы дальностей и боковых по­правок или прицельные марки, которые служат визирными точками. Сетка размешается так, что как раз в ее плоскости получается изобра­жение рассматриваемого предмета, даваемое объективом прицела (си­стемой входных линз); поэтому наблюдателю, смотрящему через окуляр (систему выходных линз), шкалы и марки сетки представляются нало­женными прямо на цель.

Весь прицел или его головная часть (объектив) жестко связывается со стволом пушки. Но так как углы между прицельной линией и осью канала ствола в зависимости от дальности до цели различны, то сетка прицела должна либо иметь несколько марок, либо быть подвиж­ной относительно прицела.

При неподвижной сетке (рис.368) наводка сводится к тому, что на­водчик, действуя маховичками подъемного и поворотного механиз­мов, совмещает одну из прицельных марок сетки, соответствующую заданной дальности и боковой по­правке, с точкой прицеливания.

Рис. 368, Общий вид прицела с непод­вижным перекрестием и его поле зрения

Тем самым сразу устанавливаются необ-ходи мые углы между линией прицеливания и осью канала ствола, и ствол принимает нужное положение.

При неподвижной сетке, но с подвижным перекрестием  (рис. 369), состоящим из двух взаимно перпендикулярных нитей, наводчик должен при помощи маховичка подвести горизонтальную нить перекрестия к нужному делению на шкале дальности, затем установить вертикаль­ную нить перекрестия (при помощи второго маховичка) на величину боковой поправки (учитывая скорость цели и собственной машины, а также атмосферные условия).

Рис. 369. Телескопический  прицел спаренной установки и его поле зрения

После этого, действуя маховичками ме­ханизмов наводки, следует совместить перекрестие с точкой прицели­вания.

Если сетка имеет только вертикальное перемещение, нужную линию шкалы совмещают с неподвижной горизонтальной нитью, а боковую по­правку вводят прицеливанием не по центральной, а по одной из боковых марок (рис. 370).

Рис. 370. Телескопический шарнирный прицел спаренной установки и его поле зрения

Подвижные сетки в прицелах обычно делают в тех случаях, когда стрельба может вестись различными типами снарядов, для каждого из которых требуется своя дистанционная Шкала, или когда пушка и пуле­мет имеют общий прицел. При этом сетка может быть подвижной либо в одном вертикальном направлении, либо также и в горизонтальном.

Из сказанного следует, что для изменения положения линии прице­ливания относительно оси канала ствола не прицел перемещается по отношению к качающейся части системы, а изменяется положение линии прицеливания по отношению к «нулевой» линии, параллельной оси ка­нала ствола, как это показано на рис. 371.

Рис. 371, Схема вертикальной наводки пушки с помощью телескопического шарнирного прицела (наводка показана без боковой поправки)

Прицел будет обеспечивать правильное положение средней траектории, если он правильно выверен, т. е. занимает такое положение относительно ствола, при котором деле­ниям шкал сетки соответствуют нужные углы прицеливания. Для этого достаточно выверить нулевую линию прицеливания. Кроме того, для сохранения положения средней траектории и уменьшения рассеивания тре­буется, чтобы положение прицела (иди его головной части) относительно ствола не нарушалось и сетка не имела никаких самопроизвольных пере­мещений, Для кучности и особенно для скорострельности стрельбы большое значение имеет удобство пользования прицелом. Одним из существенных неудобств является то, что наводчику приходится менять положение головы при подъеме и опускании прицела вместе со стволом пушки. Для устранения этого прицелы делают шарнирными.

Головная часть (объектив) такого прицела (рис. 372) жестко свя­зана с качающейся частью системы, а обращенная к наблюдателю часть (окуляр) подвешена к крыше башни.

Рис. 372. Телескопический шарнирный прицел

Обе части соединены между собой шарнирно, так что качание головной части, не вызывает перемещения окулярной, остающейся неподвижной по отношению к наблюдателю, ко­торый может установить сиденье в наиболее удобное для себя положение.

Наряду с механическим шарниром в таком прицеле есть так назы­ваемый оптический шарнир, представляющий собой систему определен­ным образом расположенных призм или зеркал. Так, при зеркальной си­стеме луч, переходящий из головной части в окулярную, последовательно отражается от четырех зеркал (рис. 373).

Рис. 373. Схема оптической части телескопического шарнирного прицела

Без оптического шарнира наклон головной части прицела вызовет поворот изображения цели, что сделает наблюдение чрезвычайно неудобным.

Принцип действия оптического шарнира наглядно поясняется мо­делью, показанной на рис. 374.

Рис. 374. Модель, поясняющая принцип устройства и действие оптического шарнира:

А — положение частей прицела и ход лучей при горизонтальном положении

ствола пушки; Б — то же при угле возвышения а

Наряду с телескопическими в танках иногда применялись периско­пические — панорамные прицелы. Устройство перископического прицела показано на рис. 375,

Рис. 375. Устройство и установка перископического панорамного прицела

Увеличение танковых прицелов обычно не превышает четырехкрат­ного. Конечно, чем больше увеличение, тем лучше наблюдатель видит цель. Но чем больше увеличение, тем меньше поле зрения. Поэтому при больших увеличениях можно «потерять» цель и не суметь отметить раз­рыв своего снаряда. Следует также иметь в виду, что из-за колебаний танка наблюдателю кажется, что цель колеблется. Чем больше увеличе­ние прицела, тем эти кажущиеся колебания цели более значительны. Эта причина также ограничивает увеличение танковых прицелов.

Такой способ прицеливания требует от стрелка гораздо большего искус­ства, чем прицеливание при помощи оптического прицела. При стрельбе из пулемета на небольшие дальности недостатки механических прице­лов имеют меньшее значение. Тем не менее там, где возможно, механи­ческие прицелы пулеметов  стараются  заменить оптическими.

Для обеспечения возможности стрельбы с закрытых позиций (не­прямой наводкой) устанавливают угломер (для горизонтальной наводки, рис. 376) и уровень (для вертикальной наводки, рис. 377).

Рис. 376. Башенный угломер и схема  пользования им при горизонтальной наводке

Рис. 377. Уровень и схема пользования им при вертикальной наводке:

А— нулевая установка; Б — наклон уровня на заданный угол; В — придание пушке заданного угла возвышения (воздушный пузырек уровня выведен на середину)

КОЛЕБАНИЯ

Колебания корпуса танка оказывают значительное влияние на куч­ность стрельбы и на практическую скорострельность. Это объясняется тем, что при колебаниях танка время прицеливания значительно увели­чивается, ухудшаются условия наблюдения и увеличивается утомляе­мость экипажа.

Колебания корпуса танка возникают вследствие того, что энергия ударов, которые испытывают опорные катки танка при быстром наезде на  препятствие, воспринимается рессорами подвески; при этом рессоры деформируются (сжимаются, изгибаются, закручиваются). Запасенная рессорами энергия передается корпусу танка, вследствие чего он начи­нает колебаться.

Представим себе (рис. 378) тяжелый груз, связанный пружиной с катком, который движется по горизонтальному участку пути (положе­ние 0).

Рис. 378. Колебания движущегося груза

Пружина сжата весом груза. Груз находится в равновесии под действием двух сил — силы веса и равной ей, но противоположно на­правленной силы, с которой пружина давит на груз.

Равновесие нарушится, как только каток наедет на препятствие (положение 1). Если скорость движения груза будет достаточно велика, можно считать, что груз в момент въезда останется на прежней высоте, а пружина дополнительно сожмется на величину, равную высоте препят­ствия h. Мгновенному подъему груза воспрепятствует его инерция.

Заметим, что, пользуясь понятием о силах инерции (см. выше главу IV, уравновешенность двигателя), мы можем приложить к грузу силу инерции, направленную вниз (поскольку пружина стремится дви­гать его вверх) и равную разности между силой пружины и весом груза. Тогда неуравновешенный груз можно будет условно рассматривать как уравновешенный  (рис. 379).

Рис. 379. Условное равновесие груза (с учетом силы инерции)

 Итак, лишь в положении 1 груз под действием сжатой пружины начнет подниматься. Подъем его будет продолжаться и после того, как пружина выпрямится до первоначальной длины, когда ее сила станет равной силе тяжести груза. Дальнейшее движение груза объясняется его инерцией; получив под действием разжимающейся пружины некото­рую скорость, он стремится сохранить ее  (рис. 378, положение 2).

Затем скорость груза будет уменьшать­ся и в положении 3 станет равной нулю. Под действием веса груз начнет опускаться, набирая скорость (положение 4). В тот мо­мент, когда силы тяжести и пружины снова уравновесят одна другую, груз не остано­вится: по инерции он опустится ниже (по­ложение 5), сжимая пружину. В положе­нии 6 скорость его станет равной нулю, а пружина вновь будет сжата на такую же величину, как в положении 1. После этого все явление будет повторяться, т. е. груз бу­дет колебаться.

Амплитудой колебаний называется рас­стояние, проходимое от положения равнове­сия (0) до крайнего верхнего (3) или до крайнего нижнего (6) положения. В нашем примере амплитуда а равна высоте препят­ствия h. Это справедливо, если груз за время подъема катка на препятствие не успеет заметно переместиться, что, в свою очередь, зависит от скорости движения катка и от жесткости пружины. Чем меньше скорость катка и жестче пружина, тем меньше амплитуда колебаний.

Следует заметить, что в процессе колебаний непрерывно совершается переход энергии из одной формы в другую внутри данной системы (пру­жина— груз). В первый момент (положение 1) энергия, воспринятая катком при наезде на препятствие, полностью передается пружине.

По мере подъема груза энергия пружины передается грузу, превра­щаясь в энергию его движения, зависящую от скорости подъема груза, и энергию положения, зависящую от высоты подъема груза. В свою очередь, при уменьшении скорости подъема энергия движения переходит в энергию положения. При наибольшем подъеме (положение 3) вся энергия, ранее накопленная пружиной, превращается в энергию положе­ния груза. Когда груз опускается, происходит обратное превращение, и в положении 6 вся энергия вновь будет передана пружине.

Этим периодически повторяющимся переходом энергии, полученной при толчке, из одной формы в другую и объясняются повторяющиеся длительное время колебания груза.

КОЛЕБАНИЯ ТАНКА

Танк и рессоры его подвески могут быть уподоблены рассмотренной нами системе пружина — груз. Явления, происходящие при движении танка, подобны тем» которые мы только что описали. Но они значи­тельно сложнее.

В нашем примере происходили только вертикальные колебания груза — вверх и вниз. Такие же колебания совершает танк (рис, 380), но, кроме них, происходят колебания и других видов.

Рис. 380. Вертикальные колебания танка

Так, при наезде на препятствие передними катками рессоры этих катков сжимаются и поднимают переднюю часть танка. Корма в это время опускается, сжи­мая задние рессоры в результате чего возникают продольные угловые колебания (рис. 381).

Рис. 381. Продольные угловые колебания танка

 В тех случаях, когда препятствие оказывается под катками одного борта, этот борт поднимается, а другой в это время опу­скается; возникают поперечные угловые колебания (рис. 382).

Рис. 382. Поперечные угловые колебания танка

Все эти колебания происходят одновременно в виде одного сложного колебатель­ного движения танка.

Амплитуда вертикальных колебаний определяется главным образом высотой неровностей грунта. При таких колебаниях линия прицеливания перемешается параллельно самой себе вверх и вниз, обычно не более чем на высоту препятствия. Для средних неровностей, встречающихся на местности, это составит примерно 100—150 мм. Такие перемещения не оказывают существенного влияния на результаты стрельбы, так как вертикальное смещение снаряда или пули на 100—150 мм практически не имеет значения.

При поперечных угловых колебаниях пушка «сваливается» набок; это также не очень сильно влияет на стрельбу. Только при продольных угловых колебаниях резко снижается прицельностъ огня: меняется угол возвышения и снижения пушки, вследствие чего отклонение линии прицеливания иизменение дальности полета снаряда будут наиболь­шими.

Наибольший угол, на который отклоняется корпус танка при угло­вых колебаниях, называется угловой амплитудой колебаний или (когда ясно, что речь идет об угловых колебаниях) просто амплитудой.

Амплитуда колебаний зависит от ряда причин, но в первую очередь от высоты препятствия, на которое наезжают гусеницы. Чем выше пре­пятствие, тем больше амплитуда, а следовательно, и отклонение линии прицеливания. Однако прицельный огонь можно вести даже при боль­шой амплитуде, лишь бы колебания не происходили слишком быстро: основное значение имеет так называемая частота колебаний, т, е, совершаемое телом за единицу времени (одну минуту) количество полных колебаний от одного полного сжатия пружины до другого (см. рис. 378).

Если частота колебаний невелика, стреляющий успевает следить за целью и может правильно навести пушку и произвести выстрел, исполь­зуя момент, когда скорость колебаний будет равна нулю (как в поло­жениях 3и 6, рис. 378). Если же колебания происходят быстро, навод­чик не только не сможет уловить момент остановки корпуса, но часто даже не сумеет удержать цель на марке прицела; цель будет беспре­рывно ускользать из поля зрения. Поэтому мы и сказали, что наиболь­шее влияние на стрельбу оказывает частота колебаний.

Частота колебаний зависит, прежде всего, от жесткости подвески. Жесткость подвески характеризуется высотой подъема катка относи­тельно корпуса танка под действием силы, приложенной к катку. Чем выше поднимется каток при данной величине силы, тем мягче подвеска. Более жесткая подвеска вызывает колебания большей частоты. С этой точки зрения выгоднее применять менее жесткие подвески — тогда ход танка будет более плавным, а частота колебаний — меньшей. Но слиш­ком мягкая подвеска не удовлетворяет предъявляемому к ней главному требованию — поглощать энергию толчков и ударов, испытываемых кат­ками при движении. Действительно, если подвеска мягкая, то даже не­большая сила, приложенная к катку, сможет поднять его на большую высоту. Но подъем катка ограничен просветом под днищем танка (кли­ренсом). Значит, при сильном толчке каток поднимется на предельную-высоту, после чего остаток энергии, не поглощенный подвеской, вызовет жесткий удар, воспринимаемый корпусом танка. По этим соображениям, которые подробно будут рассмотрены ниже, подвеска должна иметь зна­чительно большую жесткость, чем это было бы желательно, если прини­мать во внимание только частоту колебаний.

Другой способ уменьшения частоты колебаний танка заключается в уменьшении расстояния между осями крайних опорных катков, иначе говоря, длины опорной поверхности гусениц танка. Чем ближе располо­жены рессоры к центру тяжести танка, тем медленнее они раскачивают танк. Однако уменьшение длины опорной поверхности повышает удель­ное давление гусениц на грунт и тем ухудшает проходимость танка. Если танк имеет балансирную подвеску, частоту колебаний можно уменьшить, сблизив оси крайних тележек — передней и задней. Но при этом за­медление колебаний будет сопровождаться значительным увеличением их амплитуды. Танк с близко поставленными тележками будет раскачи­ваться сильно, хотя и медленно. Некоторые старые танки с такой под­веской раскачивались настолько сильно, что иногда приходилось оста­навливать танк на некоторое время, чтобы он «успокоился».

Таким образом, возможности уменьшения частоты колебаний путем выбора устройства подвески довольно ограничены.

Частота продольных угловых колебаний различных танков состав­ляет 40—200 колебаний в минуту_> но для большинства танков она не превышает 60. Это дает возможность вести прицельный огонь с хода, хотя и со значительным рассеиванием  (понижением кучности).

Колебания танка влияют не только на стрельбу, но и на состояние экипажа. Правда, колебания — естественный для человека вид движе­ния, но только при определенной частоте. При ходьбе человек покачи­вается из стороны в сторону в такт шагам. Полное колебание совер­шается за два шага, так что частота колебаний при 80—120 шагах в ми­нуту (обычная скорость ходьбы) составит 40—60 колебаний в минуту; обычная угловая амплитуда равна 3—4°. Частота же вертикальных коле­баний для разных танков изменяется в пределах 60—250 колебаний в минуту. Следовательно, частота угловых и вертикальных колебаний танков с лучшими подвесками приближается к привычным для человека колебаниям. При малой частоте колебания воздействуют на внутрен­ние органы человека, вызывая тошноту. Очень резкие колебания мешают вести наблюдение. Но даже колебания с привычной частотой оказывают влияние на экипаж. Стремясь приспособиться к движению корпуса, танкист напрягает мышцы своего тела. Это  вызывает быстрое утомление.

Наиболее вредное влияние на экипаж оказывает тряска корпуса. О сущности тряски будет сказано ниже.

ЗАТУХАНИЕ КОЛЕБАНИЙ

Хотя при колебаниях энергия теоретически лишь переходит из одного вида в другой внутри данной системы, в действительности коле­бания, возникшие от толчка при наезде на препятствие, не будут про­должаться бесконечно. Колебания маятника, получившего толчок и пре­доставленного самому себе, будут медленно затухать, амплитуда их будет уменьшаться, пока маятник не остановится. Запас энергии, полученный маятником при толчке, постепенно расходуется на преодоление сопротивления воздуха и на трение в опоре маятника. Чтобы маятник про­должал колебаться, нужны новые толчки. В часах движение маятника поддерживается пружиной или гирей при помощи специальных меха­низмов.

Точно так же, если на пути танка встретится только одно препят­ствие, колебания через некоторое время затухнут. Но поскольку в дей­ствительности препятствия следуют одно за другим, танк при движе­нии с большой скоростью будет колебаться непрерывно. Однако отсюда нельзя сделать вывод, что быстрота затухания колебаний не имеет зна­чения. Если колебания затухают медленно, то не успеет закончиться одно колебание танка, как начнется другое. Новые колебания, присоеди­няясь к прежним, могут либо усилить, либо ослабить их.

Допустим, например, что под действием толчка маятник движется слева направо, но, едва отойдя от первоначального положения, он полу­чает толчок в противоположную сторону. Очевидно, в этом случае раска­чать маятник не удастся. Но если направление толчков совпадет с на­правлением движения маятника, иначе говоря, если частоты толчков и колебаний совпадут, амплитуда колебаний маятника будет увеличи­ваться. Это явление называют резонансом.

Нельзя предугадать, будет ли движение танка по той или иной местности сопровождаться резонансом или затуханием колебаний. Это зависит от скорости движения танка и от чередования неровностей пути. Но можно утверждать, что чем быстрее затухают колебания, возникшие после толчка на первой неровности, тем менее вероятен резонанс. Быстрое затухание колебаний имеет большое значение также при стрельбе с коротких остановок; оно позволяет быстро произвести на­водку и выстрел. Лучше всего, если колебания танка прекращаются сразу же по их возникновении.

Чтобы колебания быстро прекращались, нужно израсходовать энер­гию рессор не на раскачивание корпуса, а на какую-либо другую работу, при которой энергия не возвратится обратно корпусу или рессорам. Качаю­щийся маятник останавливается вследствие трения в опоре и трения о воздух. Если маятник опустить в масло, колебания будут затухать и прекратятся во много раз быстрее, так как благодаря большой вязкости масла трение будет больше. Та же сила трения гасит колебания корпуса танка. Чем сильнее трение в деталях подвески, тем быстрее будут зату­хать колебания, поэтому время затухания колебаний в значительной сте­пени зависит от устройства подвески.

В подвеске с листовыми рессорами отдельные листы при изгибе сме­щаются друг относительно друга, как листы изгибаемой книги. Между листами рессор возникает трение. Работа трения настолько значительна, что на нее уходит немалая доля энергии колебаний, и они быстро зату­хают.

В подвеске со спиральными рессорами трение меньше: оно возни­кает главным образом между штоком рессоры и втулкой стакана, на­правляющего шток (рис, 383).

Рис. 383,   Схема подвески танка со спиральной рессорой.

Трение штока во втулке способствует гашению колебаний

Невелико трение и в подвеске со стержневой рессорой, поэтому колебания в таких подвесках затухают мед­леннее, чем в подвеске с листовы­ми рессорами.

В резиновой подвеске в зави­симости от сорта резины внутрен­нее трение между ее частицами поглощает значительную долю энергии (15—80%) за время, в течение которого совершается од­но .колебание. Это обеспечивает быстрое затухание колебаний.

Для большинства танков вре­мя затухания колебаний равно 4—7 секундам. За это время корпус успевает совершить не­сколько колебаний. Так, если ча­стота колебаний равна 60 в ми­нуту, то в секунду происходит одно колебание. Тогда за 4—7 секунд будет совершено 4—7 колебаний.

ТРЯСКА

Чрезмерное увеличение трения, однако, вредно отражается на ра­боте подвески. Предположим, что в подвеске со спиральными рессорами (см. рис. 383) шток заело внутри стакана. В этом случае при наезде на препятствие пружина не сожмется, так как шток не сможет переме­щаться. Удар будет передаваться непосредственно на корпус, а шток сможет переместиться только от удара значительной силы. Часть энер­гии удара воспримет корпус, часть будет поглощена рессорой лишь после того, как шток начнет двигаться.

Трение в деталях подвески действует так же, как заедание штока, только сила, с которой удерживаются подвижные детали подвески, бу­дет значительно меньше, чем при заедании. Вследствие трения неболь­шие удары, которые не могут преодолеть силу трения и воздействовать на рессору, будут передаваться непосредственно корпусу; рессора при этом сжиматься не будет. Это вызовет тряску танка на мелких неров­ностях. Тряска будет происходить с большой частотой, так как таких неровностей очень много даже на хороших дорогах, например на бу­лыжной мостовой. Чем сильнее трение, тем больше тряска; поэтому она особенно сильно чувствуется, если танк снабжен подвеской с листовыми рессорами,  в  которых трение велико.

Таким образом, трение,  помогающее гасить колебания, вызывает еще более неприятное явление — тряску. Чтобы уменьшить трение, листы рессоры при сборке смазывают, втулки стаканов делают бронзовыми и т. д. Это необходимо для уменьшения износа трущихся деталей и для ослабления тряски.

ГАСИТЕЛИ КОЛЕБАНИЙ —АМОРТИЗАТОРЫ

Допустим, что при подъеме катка шток в направляющей втулке обычной спиральной рессоры будет скользить свободно, с очень неболь­шим трением. Когда же каток пойдет вниз и рессора начнет раскачи­вать корпус, сила трения по какой-либо причине возрастет во много раз. Тогда тряски не будет, поскольку рессора сможет сжиматься даже на небольших препятствиях (трение не препятствует подъему катка), да коле­бания будут затухать быстро (трение препятствует раскачиванию корпуса). На  этом принципе и  основано устройство  гасителей  колебаний — амортизаторов.

Амортизаторы бывают жидкостные (гидравлические), воздушные (пневматические) и механические. Принцип их работы состоит в том, что часть энергии, запасенной рессорой, расходуется не на колебания корпуса, а на трение в Деталях амортизатора, трение жидкости, сжатиевоздуха и т. д.

Ознакомимся с одной из: схем наиболее распространен­ного типа амортизатора — жид­костного. Амортизатор (рис.384) состоит из поршня, связанного штоком с рычагам катка.

Рис. 384. Схема гидравлического амортизатора

Пор­шень входит в цилиндр, запол­ненный жидкостью (маслом, глицерином), Цилиндр укре­плен на корпусе танка. Поло­сти цилиндра — верхняя (над поршнем) и нижняя (под поршнем) —соединены между собой через клапанную короб­ку  (рис. 385).

Рис. 385. Клапанная коробка амортизатора        

В клапанной коробке есть два клапана — верхний и ниж­ний. Оба клапана прижимают­ся пружинами к бортику ко­робки. В верхнем клапане сде­лано несколько отверстий. Име­ются отверстия, но меньшего диаметра, и в нижнем клапане. Кроме того, в нижнем клапане сделано одно большое цен­тральное отверстие.

Если танк движется с не­большой скоростью и препят­ствие невелико (см. рис. 384,А), поршень, медленно поднимаясь, перегонит часть  жидкости сверху вниз через малые отвер­стия в нижнем клапане. При обратном ходе поршня жид­кость вернется тем же путем в надпоршневое пространство. В этом случае клапаны, прижатые пружинами, остаются на месте и амортизатор не рабо­тает. В тех случаях, когда пре­пятствие велико, а скорость танка большая, поршень бы­стро поднимается на значи­тельную высоту (см. рис. 384,Б).

Жидкость, не успевая проходить через малые отверстия нижнего клапана, откроет его, сжав нижнюю, более слабую пружину. Между верхним и нижним клапанами образуется большой зазор. Цен­тральное отверстие в нижнем клапане откроется, и через него жидкость свободно, почти не встречая сопротивления, перетечет вниз, под поршень амортизатора.

При сходе с препятствия каток будет опускаться, увлекая за собой поршень (см. рис. 384, В),Нижний клапан закроется, жидкость на­давит снизу через центральное отверстие на верхний клапан, но не от­кроет его полностью, так как верхняя пружина сильнее нижней, а лишь несколько приоткроет его. Жидкость с трудом протолкнется через не­большой зазор между клапанами и дальше через отверстия в верхнем клапане. Проталкивание жидкости будет происходить со значительным трением, на преодоление которого затратится часть энергии рессоры. Поэтому колебания будут быстро затухать и вскоре совсем прекратятся.

Рассмотренный нами амортизатор называется односторонним. При таком амортизаторе тряски корпуса не будет, так как рессора имеет возможность свободно сжиматься, когда каток идет вверх, и сопротив­ление создается только слабой пружиной нижнего клапана амортиза­тора. Но зато колебания затухают сравнительно медленно, так как амортизатор работает лишь во время движения поршня в одну сторону.

На рис. 386 и 387 показано устройство гидравлических амортизато­ров, различающихся по конструкции, но действующих одинаково по рас­смотренной нами схеме.

Рис.386.  Устройство гидравлического амор­тизатора

Рис. 387.Другой тип гидравлического амортизатора, работающего по той же схеме   

Если пружину нижнего клапана сделать сильной, амортизатор будет работать не только при движе­нии поршня вниз, но и при ходе его вверх. Такой амортизатор на­зывается двухсторонним. Он гасит колебания значительно быстрее, но вызывает тряску, так как при толчке клапан не успевает быстро открыться и удар через цилиндр передается корпусу танка. Чтобы уменьшить тряску, пружину нижнего клапана делают несколько слабее пружины верхнего.

СТАБИЛИЗАЦИЯ

Усовершенствование подвески и применение амортизаторов не устра­няют полностью  колебаний корпуса;  поэтому на танках неоднократно пытались применить стабилизацию как средство предотвращения вредного влияния колебаний на кучность огня.

Под стабилизацией понимается сохранение заданного положения агрегата,например  пушки,  независимо от колебаний танка. Иначе говоря, стабилизирован­ный агрегат, участвуя в движении танка, не участвует в его колебаниях. Стаби­лизировать можно весь корпус танка, башню, оружие и, наконец, линию при­целивания.

Стабилизация корпуса или, по край­ней мере, башни является наилучшим ре­шением задачи, так как она избавляет от колебаний не только оружие, но и эки­паж танка. Для такой стабилизации тре­буются весьма сложные устройства и значительная мощность на их обслужива­ние; поэтому на танках стабилизация та­кого рода не получила применения. В тан­ках применяется стабилизация вооруже­ния и линии прицеливания.

Рассмотрим способ стабилизации во­оружения. Стабилизация основана на свойстве волчка (гироскопа) сохранять направление своей оси при быстром вра­щении (рис. 388).

Рис. 388. Простейший гироскоп

Гироскоп широко при­меняется во многих областях военной техники. Его применяют на   самолетах для стабилизации курса полета (автопилоты), на кораблях (гирокомпас, при­бор автоматического управления кораблем), в подводных лодках и т. д.

Чтобы повернуть за ось какое-нибудь быстро вращающееся круглое тело, например велосипедное колесо, как показано на рис. 388, внизу,  необходимо приложить некоторое усилие: колесо будет сопротивляться. Чем быстрее вертится колесо, чем оно тяжелее и чем больше его диа­метр, тем сильнее будет сопротивление.

Корпус, а следовательно, и башня танка, как сказано выше, совер­шают колебания двух основных видов; вертикальные, при которых корпус перемещается параллельно своей оси, и угловые, когда корпус по­ворачивается примерно вокруг своего центра тяжести. Те же колебания должна совершать и нестабилизированная пушка, так как она установ­лена на цапфах в башне.

Для стабилизации пушки с ней связывают быстро вращающийся гироскоп. Схема стабилизированной пушки показана на рис. 389.

Рис.  389.  Схема  стабилизации  пушки

 Качаю­щаяся часть системы свободно установлена на цапфах и может изме­нять свое положение относительно башни. Гироскоп, представляющий собой электромотор с массивным якорем (ротором), через кронштейн связан с люлькой. Ротор гироскопа вращается с весьма большим чис­лом оборотов (до десяти и более тысяч в минуту). Если танк совершает только вертикальные колебания, корпус, башня, пушка и гироскоп пере­мещаются то вниз, то вверх. Никакой стабилизации при этом не проис­ходит. Действительно, если перемещать за ось вверх и вниз быстро вращающееся колесо (см. рис.388), то оно не будет оказывать никакого сопротивления  (если не учитывать, конечно, вес колеса).

Иначе будет обстоять дело, если корпус танка и башня будут со­вершать угловые колебания. Теперь гироскоп будет стремиться сохра­нить положение своей оси вращения. Так как он связан с пушкой, то последняя также будет стремиться сохранить положение своей оси, т. е. не будет совершать угловые колебания вместе с башней (рис. 390).

Рис. 390. Схема действия стабилизатора

Ствол пушки, так же как и ось гироскопа, сохранит приданное ему первоначальное положение. Пушка будет стабилизирована. Описанная здесь схема стабилизации называется силовой, так как вней сила, препятствующая колебаниям системы, воздействует непо­средственно на пушку. Эта схема даже при полностью уравновешенной системе требует сравнительно большого по размерам стабилизатора, способного развить нужную силу. Поэтому иногда применяли другие схемы стабилизации, например такие, при которых перемещение системы относительно башни производилось с помощью масляного насоса, а гиро­скоп только воздействовал на клапаны, управляющие подачей масла. Это, разумеется, уменьшает размеры гироскопа, но принцип стабилиза­ции остается тем же самым.

Стабилизация требует весьма сложных устройств, ввиду чего она и не получила на танках широкого распространения. По этой причине подробнее мы не останавливаемся на ней.

Часть 1

Часть 2

Часть 4

Часть 5

Часть 6

• Назад
• Вперед