Войти в систему
Войти с помощью соц. сетей:
Подвижность обычно описывается как одно из главных свойств танков, однако применительно к ним у этого термина обнаруживаются по меньшей мере три различных значения.
Одно – стратегическая подвижность, под которой понимается способность танков перемещаться на значительные расстояния морским, железнодорожным или автомобильным транспортом в зону боевых действий. Переброска становится все более сложной, поскольку масса танков растет, что имеет отрицательное влияние на стратегическую подвижность танков. Стратегическую подвижность также сильно осложняют габариты и в особенности ширина, вследствие чего превышение определенного лимита может лишить танки возможности передвигаться по железной дороге без принятия специальных мер. В стремлении избежать проблем танкостроители Британии до Второй мировой войны ограничивали ширину пределом в 2,67 метра– больше не позволяла колея. Напротив, более широкая колея советских и российских железных дорог давала возможность конструкторам строить танки шириной до 3,32 метра.
Те же ограничения распространяются и на транспортировку по воздуху, хотя в данном случае наибольшую важность представляет вес техники, препятствующий ее стратегическому развертыванию с помощью авиации. После того как в 1999 году генерал Шинсеки стал проводить в жизнь план по трансформации армии США в стратегически более мобильные силы, ожидалось создание в рамках программы Future Combat Systems (FCS) машины, призванной заменить танк и пригодной для перевозки на борту самолетов C‐130 Hercules компании Lockheed. Данное условие ограничивало вес 17,5 тонны. Однако не прошло и нескольких лет реализации FCS, как реалии боевых действий в Ираке заставили военных признать: для достижения адекватного уровня живучести техника завтрашнего дня должна обладать более мощным бронированием и, соответственно, весить больше 20 тонн (о чем говорилось в девятой главе). Следовательно, транспортировка на C‐130 – единственном самолете, имеющемся в должном количестве, – невозможна.
Конечно, и более тяжелые танки перебрасывались по воздуху, но лишь в небольших количествах. Примером может служить более чем 60-тонный Leopard 2 канадских и датских войск, несколько единиц которого в 2009 году поштучно доставили в Афганистан на транспортниках Ан‐124 российской постройки.
Другим аспектом подвижности танков является их способность передвигаться собственным ходом как по дорогам, так и на пересеченной местности в зоне военных действий, но в отсутствие боевого соприкосновения с противником. Здесь мы ведем речь об оперативной подвижности, в большой мере зависящей от соотношения мощности двигателей и массы танков, которое определяет среднюю скорость их передвижения из одной точки в другую. Учтем, впрочем, что эта средняя скорость при более-менее продолжительных расстояниях в значительной степени зависит от того, как часто танки останавливаются для дозаправки и техобслуживания.
Оперативная подвижность танков, в отличие от других характеристик, уступает колесной бронетехнике, по крайне мере пока предстоит вести операции с использованием дорог или на относительно сухом и твердом грунте. Подобные соображения подталкивали военных и инженеров к созданию «колесных танков», но получавшиеся в результате изделия были гусеничными машинами. Оно и понятно, ведь ради сохранения характеристик подвижности по бездорожью, особенно по мокрой и раскисшей земле, колесную технику приходилось строить более легкой, то есть хуже защищенной.
Помимо своего значения для оперативной подвижности, скорость также является важной составляющей тактической подвижности танков – их способности к быстрым передвижениям на поле боя в условиях реального контакта с противником или непосредственно перед этим. В таких обстоятельствах у танкистов есть задача сделать машину максимально плохой мишенью для вражеского оружия, для чего необходимо быстро менять ее положение в условиях самой разной местности, а тут уже важны фактор давления на грунт, особенно при слабых почвах, и упругость подвески на твердых и неровных поверхностях.
Быстрые и юркие танки могут переиграть неприятеля за счет маневра. Такого рода соображения неминуемо заставляли конструкторов стремиться к максимальному повышению энерговооруженности изделий. На практике потолок располагается где-то между 25 и 30 л. с. на тонну. Да, на некоторых экспериментальных изделиях удавалось достигнуть и более высоких результатов, но цена, заплаченная за такой выигрыш, оказывалась чрезмерной.
Более того, ходовые характеристики не являют собой единственный элемент тактической подвижности танков. Не менее важна тут броневая защита, позволяющая бронетехнике пренебрегать угрозой со стороны некоторых видов оружия, как, например, стрелкового, и потому передвигаться свободнее. С этой точки зрения танки радикальным образом отличаются от небронированных оружейных платформ, которые могут обладать заметно большей оперативной подвижностью, но проигрывать в подвижности тактической, поскольку рискуют стать жертвами пулеметов и прочего легкого оружия, неизбежно наличествующего на поле боя. К сожалению, о таких упрямых фактах иной раз забывают командиры, рассаживая солдат по Humvee, Land Rover и тому подобным машинам.
Вследствие прямой зависимости массы танков от их броневой защиты создается конфликтная ситуация при попытке достигнуть высоких ходовых характеристик. Идеального баланса между ними достигнуть крайне трудно, отчего во многих случаях военные вынужденно смещали тактико-технические требования в одну сторону в ущерб другой. К примеру, во французских легких пехотных танках 1930-х годов главный упор делался не на подвижность, а на защищенность, тогда как с британскими крейсерскими танками того же периода дело обстояло наоборот. С тех пор тут и там не единожды принимались попытки разработать значительно более мобильные по сравнению с предшественниками танки, но определяющим фактором оставалось требование усиления броневой защиты, что неизбежно пагубно влияло на ходовые качества.
Борьба за подвижность танков началась одновременно с постройкой в 1916 году британского Mark I, силовой установкой которому служил единственный подходящий (из имевшихся в ту пору) шестицилиндровый бензиновый двигатель водяного охлаждения мощностью 105 л. с., созданный в компании Daimler для крупноколесного трактора. Он обеспечил танку энерговооруженность всего в 3,7 л. с. на тонну и максимальную скорость в 6 км/ч на твердом грунте.
Очень скоро выяснилась нужда танков в более мощных двигателях. Стремясь удовлетворить их запрос, Г. Р. Рикардо сконструировал шестицилиндровый 150-сильный мотор специально для Mark V и прочих британских танков. Двигатель получился неплохим, но все же мощности его не хватало последнему и самому массивному из ромбовидных танков – англо-американскому Mark VIII, весившему 37 тонн (вместо 29 или 28 тонн Mark V). Проблему удалось решить с помощью появившегося как раз в Соединенных Штатах V‐образного двенадцатицилиндрового авиационного двигателя Liberty с его 300 л. с. мощности. В результате максимальная скорость по дороге у Mark VIII приблизилась к 12 км/ч и почти вдвое превышала скорость самого быстрого из прочих танков конца Первой мировой войны.
Установка мотора Liberty на Mark VIII стала первым случаем применения на танках авиационных силовых установок (а равно и двигателей V‐образной двенадцатицилиндровой компоновки), которая потом станет особенностью множества танковых конструкций, даже тогда, когда подобные двигатели перестанут производить для самолетов. На протяжении нескольких лет двигатель Liberty оставался самым мощным из установленных на бронетехнике. Именно благодаря ему в 1928 году в Соединенных Штатах один из экспериментальных танков Дж. У. Кристи сумел развить рекордную скорость в 68 км/ч. Примеру Кристи последовали в Красной армии, выбравшей двигатель Liberty с повышенной до 400 л. с. мощностью в качестве силовой установки для ранних БТ, после чего мотор запустили в серию в Советском Союзе под обозначением M‐5. В результате энерговооруженность БТ‐2 составляла 35 л. с. на тонну, а максимальная скорость на гусеницах – 52 км/ч. Тем не менее БТ‐7 оснастили еще более мощным (хотя и задросселированным до 400 л. с.) двигателем M‐17 объемом 45,8 литра вместо 27 литров у Liberty. Тот же мотор выдавал 500 л. с. на средних T‐28 и тяжелых T‐35 и даже 680 л. с. на некоторых из советских самолетов того времени. M‐17 на самом деле был лицензионной копией немецкого V‐образного двенадцатицилиндрового авиационного двигателя водяного охлаждения BMW VI, предшественник которого, шестицилиндровый BMW IV, ставился на несколько тайно строившихся германских Großtraktoren.
Тем временем британские военные сделали выбор в пользу двигателей, сконструированных специально для танков. Первым был V‐образный восьмицилиндровый мотор мощностью 90 л. с., установленный на Vickers Medium Mark I в 1923 году и построенный компанией Armstrong Siddeley, совсем недавно приобретшей опыт производства двигателей воздушного охлаждения для самолетов. Затем V‐образный двенадцатицилиндровый воздушного охлаждения в 370 л. с. приняли для тяжелого A.1 Independent, а в 1928–1934 годах – 180-сильный V‐образный восьмицилиндровый двигатель также воздушного охлаждения для экспериментального А.6 и среднего Mark III. Четырехцилиндровый воздушного охлаждения двигатель мощностью 87 л. с. выпускался Armstrong Siddeley для широко использовавшегося Vickers Six Ton Tank компании Vickers-Armstrongs и был скопирован для советского T‐26.
Двигатели воздушного охлаждения, как считалось, обещали некоторые преимущества по сравнению с моторами водяного охлаждения, в том числе из-за отсутствия опасности вытекания жидкости, а также ее закипания или, напротив, замерзания. В результате двигателям воздушного охлаждения оказали предпочтение не только британские, но также американские и японские конструкторы.
Применение двигателей воздушного охлаждения на американских танках началось с экспериментальной установки между 1929 и 1931 годами шестицилиндрового двигателя Franklin на семь американских копий Renault FT. Результаты военные сочли многообещающими, но армия США в то время не получала финансирования для разработок двигателей воздушного или иного охлаждения, особенно для танков. В результате военные ухватились за единственные на тот момент двигатели воздушного охлаждения, достаточно мощные для танков, а именно за радиальные авиационные моторы. Высота этих изделий делала их заведомо малоподходящими для бронетехники, но выбора не было, и мотор, несмотря на неблагоприятное воздействие на танковый силуэт, использовался с начала 1930-х годов и до конца Второй мировой войны.
Первой моделью, в которой использовался авиационный радиальный двигатель воздушного охлаждения, стал экспериментальный легкий танк, построенный в 1931 году для американской кавалерии и называвшийся «боевая автомашина», поскольку решением конгресса США развитие танков считалось прерогативой пехоты. На первых порах мотором служил семицилиндровый Continental мощностью 156 л. с., но впоследствии – начиная с M1 в 1934-м и до M3A3 в 1943 году – 250-сильный Continental R‐670. После легких танков радиальные двигатели воздушного охлаждения опробовали на средних, оснастив в 1939 году M2 девятицилиндровым Wright мощностью 350 л. с. Тот же двигатель, но уже 400-сильный, устанавливался на ранней версии M3 и на M4 Sherman, выпускавшихся на протяжении Второй мировой войны. Однако, поскольку объемы производства бронетехники росли, всех этих моторов не хватало, и некоторые средние танки получали адаптированные дизели грузовиков компании General Motors и даже автомобильные двигатели от Chrysler. Из-за недостаточной мощности дизели General Motors приходилось спаривать по двое в единую силовую установку, что требовало большего пространства и усложняло техобслуживание. Однако они с успехом использовались на средних танках M3A3, M3A5 и M4A2. Несмотря на трудности, связанные с комбинированием маломощных двигателей, в армии США использовали на средних M3A4 и M4A4 ни много ни мало пять шестицилиндровых автомобильных моторов Chrysler, собранных в звездообразную установку. Эти танки часто передавались союзникам.
За сдвоенными дизелями General Motors и кластерами двигателей Chrysler последовала восьмицилиндровая версия V‐образного двенадцатицилиндрового мотора водяного охлаждения, изначально разработанного Ford Motor Company для авиации и адаптированного в 1943 году для установки на средний M4A3 – самую популярную машину из семейства M4, служившую еще два десятилетия после войны. Мотор обеспечивал заключительному изделию M4A3E8 энерговооруженность в 15,3 л. с. на тонну (не меньше, чем у любого из M3 и M4), причем при росте массы до 33,65 тонны.
Пятисотсильный двигатель Ford GAA прописался на среднем M26 Pershing, созданном ближе к концу Второй мировой войны и во многих аспектах являвшемся предтечей послевоенных американских танков. Когда американская армия в 1943 году озаботилась созданием собственно танковых двигателей, она решила вернуться к воздушному охлаждению. Новые моторы не были, конечно, радиальными, но разработку и производство их доверили компании, ранее выпускавшей для танков двигатели воздушного охлаждения – корпорации Continental Motors. Самым важным из новых изделий следует назвать V‐образный двенадцатицилиндровый AV‐1790 объемом 29,36 литра и мощностью 810 л. с., производившийся с 1949 года для среднего танка M46.
Несколькими годами ранее британские военные столкнулись с той же проблемой, которая заставила армию США довольствоваться в качестве танковых двигателей адаптированными авиамоторами. Британцы тоже испытывали нехватку средств для постройки танковых двигателей, вследствие чего вынужденно отказались от воздушного охлаждения моторов Armstrong Siddeley. В связи с этим конструкторы Royal Ordnance Factory в Вулидже, приступившие в 1928 году к созданию (в качестве альтернативы A.6) среднего танка A.7, поставили в 1934 году на его третий прототип два шестицилиндровых автобусных дизеля водяного охлаждения AEC суммарной мощностью 280 л. с. Комбинация двух двигателей оказалась успешной и выдавала больше мощности, чем любой из доступных в ту пору одиночных двигателей. В результате в 1937 году ее выбрали для пехотного танка A.12 Matilda, довольно эффективно применявшегося британской армией на начальных стадиях Второй мировой войны.
Другим следствием отсутствия у Британии адекватного по мощности двигателя стало возрождение в 1937 году фирмой Nuffield выпуска Liberty времен Первой мировой. Эти 340-сильные моторы обеспечивали некоторым из ранних крейсерских танков энерговооруженность в 23 или 24 л. с. на тонну, что с подвеской типа Christie позволяло им передвигаться со скоростью 48 км/ч. Однако мотор не отличался надежностью, особенно на более тяжелых крейсерских танках Crusader, хотя и их показатели удельной мощности составляли где-то от 17 до 18 л. с. на тонну. К тому времени появилась и альтернатива в виде оппозитного двенадцатицилиндрового двигателя горизонтального расположения, специально разработанного для современника Crusader – крейсерского танка Covenanter. Мотор сконструировали в компании Meadows, которая выпускала двигатели почти для всех британских легких танков с 1920-х годов. Однако по выходной мощности, составлявшей 280 л. с., он уступал производившимся фирмой Nuffield двигателям Liberty, к тому же система охлаждения показала себя неудовлетворительно. Данное обстоятельство вкупе с прочими недостатками заставило военных признать танки Covenanter непригодными к боевой службе.
Британским танкам пришлось ждать достойного мотора, пока не было принято решение использовать V‐образный двенадцатицилиндровый двигатель Merlin компании Rolls-Royce со сниженной мощностью – безнаддувную версию силовой установки, успешно служившей на истребителях Hurricane и Spitfire Королевских ВВС, равно как и на некоторых бомбардировщиках. Предложение о внедрении двигателя, переименованного в Meteor, поступило в 1941 году, а реализовано было на новом крейсерском танке Centaur. Тот изначально оснащался двигателем Liberty производства Nuffield, но при замене его изделием Rolls-Royce получил наименование танка Cromwell. Хотя рабочий объем у моторов совпадал (27 литров), Meteor развивал мощность в 600 л. с., вследствие чего энерговооруженность 27,5-тонного танка Cromwell в 21,8 л. с. на тонну позволяла ему разгоняться до 61 км/ч, несмотря на вдвое большую по сравнению с первыми крейсерскими танками массу.
Послужив Cromwell, Meteor перешел к его наследникам – к 33-тонной Comet, а затем к Centurion, весившему 51,8 тонны. В начале 1950-х годов Meteor за счет внедрения системы непосредственного впрыска топлива достиг мощности 810 л. с. и подошел 65-тонному тяжелому танку Conqueror.
В отличие от британских и американских танков немецкая бронетехника в ходе Второй мировой войны вооружалась не авиационными или автомобильными двигателями, а моторами целевого назначения. Более того, за исключением оригинального PzKpfw I модели A, силовые установки поставляла только компания Maybach. Все они были водяного охлаждения бензиновыми двигателями: шестицилиндровыми рядными в случае легких танков и двенадцатицилиндровыми V‐образными на машинах, до середины Второй мировой войны остававшихся основными немецкими танками, то есть на PzKpfw III и IV.
Хотя компания Maybach после Первой мировой войны не строила двигатели для самолетов, она до ранних 1930-х годов производила силовые установки для дирижаблей, и V‐образные двенадцатицилиндровые моторы PzKpfw III и IV вполне поддавались сравнению с авиационными. Двигатель HL 108 TR, изначально ставившийся на обе машины, имел объем 10,8 литра и давал мощность 230 л. с., что обеспечивало энерговооруженность в 15,5 и 12,6 л. с. на тонну соответственно. Объем и выходная мощность двигателя увеличились для компенсации прироста массы танков, когда на них усилили броню и вооружили новыми пушками, но, несмотря на все старания, удельная энерговооруженность снизилась до 11,5 л. с. на тонну. Впрочем, это не помешало немцам эффективно применять PzKpfw III и IV в мобильных операциях.
Для 57-тонного Tiger явно требовался более мощный двигатель, и в Maybach создали V‐образный двенадцатицилиндровый мотор HL 210 мощностью 650 л. с. Но и его сочли слабоватым, а потому после выпуска первых 250 танков цилиндры подверглись рассверливанию для увеличения объема с 21,33 до 23,88 литра, а мощности – до 700 л. с. Модернизированный HL 230 установили также и на средний танк Panther, который первоначально весил 43 тонны и потому имел энерговооруженность 16,3 л. с. на тонну. По этому показателю машина превосходила все немецкие танки, за исключением легкого PzKpfw II. Тем не менее готовилась еще более мощная версия HL 230 для Panther, равно как и для тяжелого Tiger II с его рекордной массой в 68 тонн – изделие под индексом HL 234 стало первым мотором с топливным инжектором вместо карбюратора, что позволило поднять его мощность с 700 до 900 л. с.
Создатели HL 234 не пошли дальше его установки на опытном Tiger II из-за поражения Германии в 1945 году и оккупации ее союзническими армиями. Однако компания Maybach располагалась во французской оккупационной зоне, и французы довольно разумно позволили немцам продолжить работу, а также воспользовались HL 230 для своего переходного танка ARL 44. Результатом стало появление еще одного двигателя со впрыском бензина, HL 295, объем которого составлял 29,5 литра, а мощность – 1000 л. с. Однако при всех его замечательных характеристиках ограничились постройкой всего десяти HL 295, использованных на семействе тяжелых AMX 50, созданных для французской армии в начале 1950-х годов.
Изобретенный первопроходцами из Maybach инжектор для впрыска бензина нашел применение на версии двигателя Meteor, созданной для британского тяжелого танка Conqueror, и на двигателе AVI‐1790, выбранном в 1954 году в качестве силовой установки для американских средних танков. Моторы эти представляли собой вершину развития бензиновых танковых двигателей. В дальнейшем их перестали строить для средних и тяжелых танков, а в конечном итоге и для легких, поскольку на смену пришли дизели, соблазняющие меньшим расходом горючего и меньшим же риском возгорания.
Интерес к дизельным двигателям для танков возник тогда, когда уже делались попытки приспособить их для дирижаблей и аэропланов. Моторы этого типа привлекали внимание некоторых офицеров в британском Военном министерстве преимущественно перспективами увеличения запаса хода бронетехники. В результате в 1926 году исследовательской организации Г. Р. Рикардо был дан заказ на создание четырехцилиндрового дизельного двигателя с золотниковым распределением мощностью 90 л. с., то есть близкого по мощности к бензиновым моторам воздушного охлаждения, применявшимся в то время на средних танках компании Vickers, на одном из которых новую силовую установку спустя год успешно опробовали, построив в дальнейшем по меньшей мере четыре таких же двигателя и один шестицилиндровый мощностью 180 л. с., испытанный в 1933 году на A.6. Дальнейшее развитие дизелей Ricardo остановилось из-за недостатка средств, а использование дизелей на британской бронетехнике ограничилось установкой адаптированных автобусных двигателей на экспериментальный средний танк A7E3, а потом и на пехотный A.12 Matilda, о чем уже упоминалось в этой главе. После того в ходе Второй мировой войны и даже довольно долго после нее ни один из британских танков не получал дизеля, за исключением пехотных танков Valentine, созданных Vickers-Armstrongs, причем все они, кроме первой модели, оснащались дизелями гражданского назначения компаний AEC или General Motors.
Тем временем инициатива британцев нашла продолжателей в нескольких других странах, в том числе в Японии, где в 1932 году началось строительство дизеля воздушного охлаждения для танка Type 89B и где впоследствии на все прочие модели тоже ставили дизели. Ей последовали и в Польше, где в 1935 году производился 7TP, вариант Vickers Six Ton Tank, со швейцарским дизелем Saurer, и в самой Швейцарии, где тот же Saurer устанавливался на импортировавшиеся из Чехословакии легкие танки LTH. В 1938 году французская армия также заказала 100 легких FCM 36 с дизелями Berliet-Ricardo, хотя на всех других танках использовались бензиновые двигатели. В 1936 году армия США испытала девятицилиндровый радиальный дизель Guiberson на легком M1, в результате он ставился на серии легких танков M1 и M3 на раннем этапе Второй мировой войны.
Все это, однако, смотрится скромно на фоне внедрения танковых дизелей в Советском Союзе. Начало положил в 1931 году замысел выпуска V‐образного двенадцатицилиндрового двигателя водяного охлаждения, способного стоять, как и бензиновый M‐17, и на самолетах, и на танках. Идея использования в авиации постепенно умерла, зато двигатель сохранил выгодные качества авиационного двигателя, прежде всего небольшую массу. Превосходные характеристики мотора способствовали распространению мнения, будто он являлся копией каких-то французских или итальянских авиационных двигателей, но, несмотря на некоторые конструктивные сходства, убедительных доказательств этого нет.
Трудно сказать, что именно – необыкновенная проницательность или же просто приверженность высоким мощностным характеристикам двигателей, установленных на тех же T‐28 и T‐35, – подтолкнуло требовать от дизельного мотора мощности в 500 л. с., но этот выбор позволил многие годы удовлетворять потребности советского танкостроения. Прежде чем в 1937 году появился окончательный вариант дизеля В‐2, его пришлось фактически переработать, в том числе увеличить объем до 38,8 литра.
Еще в ходе процесса развития В‐2 установили на последнюю из машин серии БТ, известную под индексом БТ‐7M. В 1939 году этот дизель стали выпускать с мощностью 500 л. с. для среднего T‐34 и 600 л. с. для тяжелого КВ. Та же силовая установка использовалась на всех средних и тяжелых танках и основанных на них самоходных артиллерийских орудиях, производившихся для Красной армии на протяжении Второй мировой войны. Ближе к ее окончанию дизель усовершенствовали для поперечного размещения в корпусе среднего T‐44, что позволило сократить длину моторно-трансмиссионного отделения по сравнению с традиционным вариантом продольного расположения. Удивительно, что к этому нигде не прибегали раньше, за исключением лишь итальянских Fiat 3000 и танкеток L.3. Выгоды были очевидны, и все последующие версии В‐2 устанавливались на танки поперечно, начиная с дизеля В‐54 на T‐54. Выходную мощность мотора довели до 580 л. с. в варианте В‐55, стоявшем на ранних версиях T‐55 и T‐62, и до 620 л. с. – на поздних. Мощность возросла до 780 л. с. в версии В‐46 с механическим нагнетателем, нашедшей применение на первых моделях T‐72, но на более поздних модификациях силовой установкой служил 840-сильный В‐84. Порога в 1000 л. с. удалось достигнуть в версии с одиночным турбонагнетателем В‐92С2 (для танка T‐90), затем дизель В‐99 с двумя турбонагнетателями взял планку 1200 л. с. Этот прогресс с запасом компенсировал рост массы советских и российских средних танков, что наглядно демонстрирует сравнение энерговооруженности T‐90 (25,8 л. с. на тонну) с первоначальной версией T‐34 (18,9 л. с.).
Таким образом, благодаря разумному выбору удачной штатной конструкции и последующему ее развитию Красная армия и ее преемники на протяжении семидесяти с лишним лет в значительной мере покрывали свои потребности в танковых двигателях фактически за счет одного базового изделия, что обеспечило зримые экономические и оперативные преимущества. Нужно отметить, что в середине указанного периода Советская армия отказалась от выгод единой силовой установки для средних танков и создала две другие, но в итоге военные вернулись к более мудрой политике одного типа двигателя.
В других вооруженных силах ресурсы напрасно растрачивались на строительство моторов все новых и новых типов. Одна из причин крылась в поворотах топливной политики. Скажем, американцы ходе Второй мировой решили оснащать военную моторную технику бензиновыми двигателями с импульсным зажиганием, поскольку бензин считался более доступным, чем дизельное топливо. Те же взгляды после войны унаследовало НАТО. В результате ближе к концу войны и после нее строились только бензиновые танковые двигатели, и выпуск танков с такими моторами (американских M48 и британских Centurion) продолжался до 1959 года.
В 1957 году НАТО перешло к политике оснащения танков так называемыми многотопливными двигателями. На практике это означало дизели, поскольку именно их предстояло усовершенствовать под использование разных видов горючего, в том числе, наряду с дизельным топливом, и бензина. Признаки перемены взглядов можно датировать 1954 годом, когда в Соединенных Штатах приступили к переделке штатного танкового бензинового мотора AVI‐1790 в дизель с турбонаддувом. Результатом стало появление дизеля AVDS‐1790 мощностью 750 л. с., проигрывавшего 810 л. с. его бензинового предшественника, однако позволявшего при установке на M60 увеличить запас хода машины по шоссе до почти 500 километров (у M48A2 с бензиновым мотором такой показатель составляет 250 километров). Подобного выигрыша в радиусе действия добились в 1950-х годах и другие дизельные танки, такие как немецкий Leopard 1, французский AMX 30 и швейцарский Pz.61.
Разработанный приблизительно в то же время британский Chieftain оснастили, конечно же, дизелем, но его двухтактный Leyland L.60 с оппозитными цилиндрами, выбранный как раз за способность работать на топливе разных видов, заметно отличался от проверенных четырехтактных моторов. Более традиционные дизели, в общем-то, демонстрировали такую же способность использовать различные виды топлива, а двигатель с оппозитными поршнями поставил при разработке немало проблем. На их преодоление требовалось время, особенно компании без опыта работы с таким типом мотора, что затянуло достижение заданной выходной мощности в 700 л. с.
Другую попытку усовершенствовать традиционный дизель предприняли в Соединенных Штатах. В ней использовали поршни, допускающие изменение степени сжатия, разработанные Британской научно-исследовательской ассоциацией по двигателям внутреннего сгорания (Internal Combustion Engine Research Association) и сулившие больший рост выходных характеристик. Изобретение опробовали на дизеле AVDS‐1100, разработанном для американского T95, и оно позволило поднять мощность с 550 до 700 л. с. и в конечном счете довести ее до 1475 л. с. у AVCR‐1100. В этом последнем виде изделие приняли для установки на американской версии MBT‐70. Объем цилиндров вырос с 18,3 до 22,3 литра, а индекс сменился на AVCR‐1360. Когда же проект MBT‐70 закрыли, General Motors выбрала AVCR‐1360 для своей версии танка в конкурсе на постройку M1. Однако добиться полного сгорания топлива не удавалось, отчего из выхлопных патрубков валили клубы черного дыма, да и по уровню потребления горючего мотор проигрывал другим дизелям. Эти и другие особенности AVCR‐1360 осложняли General Motors изготовление прототипа M1. Когда же в 1976 году компания конкурс проиграла, интерес к двигателям с переменным коэффициентом сжатия пропал.
Восемь лет спустя, вновь заинтересовавшись дизелями, армия США выделила финансирование для разработки очередного нетрадиционного танкового мотора в рамках программы перспективной комплексной силовой установки (Advanced Integrated Propulsion System, AIPS). Построенный фирмой Cummins нетрадиционный V‐образный двенадцатицилиндровый дизель XAV‐28 с объемом 27,56 литра, в котором высокотемпературные смазочные вещества выступали в качестве охладителя, как рассчитывали, будет иметь мощность 1450 л. с., однако ожидания не оправдались и в середине 1990-х годов Cummins вышла из этого проекта.
Другой путь в работе над дизельным двигателем избрали в 1970-х годах во Франции, использовав гипербарическую систему наддува под высоким давлением, где турбонагнетатель действовал не только на отработанных газах, но получал дополнительную энергию от камеры сгорания посредством газовой турбины. Благодаря инновациям двигатель V8X‐1500, несмотря на относительно скромный объем в 16,47 литра, показал мощность 1500 л. с. Кроме того, значительно возросла приемистость двигателя и, соответственно, скорость разгона машины. Однако конструктивная сложность мотора сделала его производство дорогим, а удельный расход топлива оказался сравнительно высок. Мало того, несмотря на довольно небольшой объем цилиндров, V8X‐1500 занимал в корпусе танка практически такое же пространство, что и стандартные дизели равной ему мощности – по крайней мере, лучшие их образцы. В результате применение данного изделия ограничилось выпускавшимися для французской армии танками Leclerc. Те же танки, построенные для Объединенных Арабских Эмиратов, приводят в движение традиционные дизели MTU.
Самый радикальный отход от преобладающих тенденций дизельного моторостроения совершили британские военные, которые в 1960-х годах вложились в разработку роторного дизеля автомобильным подразделением компании Rolls-Royce. Идея этого мотора родилась в результате появления в Германии в 1958 году роторно-поршневого двигателя Ванкеля. Как ожидалось, сконструированный в уникальной двухступенчатой форме с двумя роторами дизель Rolls-Royce будет легче, чем традиционные, и эффективнее, чем газовые турбины. Однако изделие страдало от ряда проблем, связанных с его конфигурацией, а потому в лучшем случае требовало дальнейших расходов для доводки. В результате в 1974 году армия отказалась от финансовой поддержки и сделала окончательный выбор в пользу традиционного четырехтактного V‐образного двенадцатицилиндрового дизеля водяного охлаждения, принадлежавшего к семейству изделий, созданных по собственной инициативе подразделением дизельного моторостроения Rolls-Royce.
Наиболее последовательно и успешно процесс развития дизельных танковых двигателей шел в Германии, где на протяжении шестидесятилетнего периода военные держались одних и тех же четырехтактных моторов водяного охлаждения традиционной V‐образной конфигурации с развалом цилиндров под углом 90°. Конструкции поступательно усовершенствовались, механически и термодинамически, что привело к появлению трех поколений двигателей. Их разработкам предшествовал дизель MB507 мощностью 850 л. с., безуспешно предложенный компанией Mercedes Benz еще в 1942 году для танка Panther в качестве альтернативы бензиновому двигателю Maybach. Вернуться к созданию дизельных двигателей для бронетехники в Mercedes Benz смогли лишь десять лет спустя. Результатом стало появление дизеля первого поколения – V‐образного восьмицилиндрового изделия MB837 мощностью 630 л. с., использованного на швейцарском Pz.61. Тот же мотор послужил силовой установкой для прототипа немецкого Leopard 1, но вскоре был заменен более мощным десятицилиндровым 830-сильным MB838, который дал Leopard 1 энерговооруженность около 20 л. с. на тонну и сделал самым маневренным танком того времени.
К строительству дизелей второго поколения Mercedes Benz приступила в 1965 году, первоначально предполагая обеспечить американо-германскому MBT‐70 удельную мощность 30 л. с. на тонну. Требованиям военных соответствовал представленный концерном MB873, в основе повторявший MB838, но более компактный и оснащенный двумя турбокомпрессорами вместо двух механических нагнетателей. После закрытия программы MBT‐70 немцы продолжали работы над MB873 уже для оснащения им танка Leopard 2, сохранив уровень мощности в 1500 л. с., но подняв объем цилиндров с 39,8 до 47,6 литра с целью увеличить наддув и, следовательно, скорость разгона. Тем временем производство танковых дизелей Mercedes Benz перешло компании Motoren und Turbinen Union (MTU), объединившей дизелестроительные подразделения Mercedes Benz и Maybach.
Через год после объединения в 1969 году в MTU, предвидя потребности военных в более компактных моторах, по собственной инициативе взялись работать над танковым дизелем третьего поколения. Результатом стал изготовленный в 1979 году MT 883. Он имел ту же (V‐образный двенадцатицилиндровый) компоновку и, хотя объемом (25,1 литра) уступал MB873, тем не менее выдавал максимальную мощность 1500 л. с. Когда, следуя примеру советских танков, его смонтировали поперечно, габаритный объем собранного на его основе силового агрегата Euro Power Pack составил 4,5 м³ по сравнению с 7 м³ у Leopard 2 с продольным размещением двигателя MB873. Длина корпуса сократилась на 1 метр.
Благодаря таким характеристикам MT 883 обосновался на экспортных версиях французского танка Leclerc, американского M1 и британского Challenger 2 в качестве превосходной альтернативы их штатным двигателям. Он же был выбран как наиболее достойный для израильской Merkava 4, южнокорейского K‐2 и турецкого Altay.
За возможным исключением двигателей Mitsubishi японских танков Type 74 и Type 90, единственными дизелями, успешно отступившими от преобладающей четырехтактной тенденции, стали, похоже, двухтактные двигатели, созданные в СССР в КБ Харьковского моторостроительного завода. Его двигатели водяного охлаждения с турбонаддувом и горизонтального расположения оппозитными поршнями имеют высоту всего 581 мм и уникальны непосредственным соединением с двумя бортовыми коробками передач, что при поперечном расположении делало силовой агрегат чрезвычайно компактным. Уникальность его состояла еще и в отсутствии вентиляторов охлаждения, роль которых исполняли приводимые в движение выхлопными газами эжекторы, засасывающие воздух через радиаторы.
Такой двигатель – пятицилиндровый 5ТДФ мощностью 700 л. с. – первоначально устанавливался на советский танк T‐64, его наследником в последних модификациях T‐64 стал шестицилиндровый 1000-сильный 6ТД. Тот же 6ТД нашел применение и на части советских T‐80У, заменяя газовую турбину, потребляющую слишком много горючего. Т‐80 с дизельным мотором имел обозначение T‐80УД и после распада Советского Союза совершенствовался на Украине, превратившись в T‐84 с дизелем 6ТД‐2 мощностью 1200 л. с. Примерно в то же время 320 T‐80УД закупил Пакистан, а впоследствии 6ТД‐2 выбрали в качестве двигателя для танков Al Khalid и очень похожего на него MBT-2000, продвигаемого Chinese North Industries Corporation (так, 44 таких танка было продано Бангладеш). 6ТД также адаптирован для 200 единиц T‐72, модернизируемых Украиной для продажи Эфиопии.
К моменту превращения дизеля в основной танковый двигатель появилась и потенциальная альтернатива в виде газовой турбины. Изучение вопроса использования устройства на реактивной тяге в качестве танкового мотора началось еще в 1944 году в Германии, которая в ту пору дальше других стран продвинулась в области реактивной авиации, построив первый в мире самолет с турбореактивным двигателем Heinkel He 178, взлетевший в 1939 году. Работы над газовыми турбинами для танков у немцев не пошли дальше предварительного образца двигателя мощностью 1000 л. с. и прекратились в результате поражения Германии во Второй мировой войне. Однако эстафету подхватили в Британии, где всего через семь месяцев после окончания Второй мировой компания Parsons получила контракт на проработку проекта постройки 1000-сильной турбины для бронетехники. Затем появился и собственно двигатель мощностью 655 л. с., в 1954 году поставленный на шасси тяжелого танка Conqueror, следом второй – уже в 910 л. с. Ни тот ни другой не вышли из стадии экспериментов, поскольку потребление горючего ими оказалось несообразно высоким. Оглядываясь назад, довольно трудно понять, почему в Британии тогда так заинтересовались темой реактивной тяги для танков, если не считать, конечно, эйфории, вызванной тогда ее выходом на лидирующие позиции в развитии авиационных газовых турбин, которые она удерживала какое-то время после войны.
Возможно, проводившиеся в Германии изыскания в области применения газовых турбин на танках вызвали заинтересованность и в Советском Союзе, где работы начались в 1949 году, о чем говорилось в девятой главе. Однако никаких видимых следствий не отмечалось до 1963 года, когда начались эксперименты с вертолетными реактивными моторами, установленными на шасси танка. В 1967 году было принято решение о создании 1000-сильной газовой турбины, а в 1976-м одобрили ее использование на T‐80, несмотря на высокую производственную стоимость и значительное потребление горючего. Выпуск T‐80 продолжался до самого распада Советского Союза, не прекратился совсем и после него, но тогда уже он собирался малыми сериями, предназначаясь на экспорт. Однако лишь Кипр и Южная Корея закупили небольшое число танков, так что к середине 1990-х годов армия решила производство прекратить и сосредоточить усилия и средства на дальнейшем развитии дизельных T‐72, чья глубокая модернизация получила индекс T‐90.
Создание газовой турбины для бронетехники началось в Соединенных Штатах, как и в Советском Союзе, экспериментами с двигателями, созданными для других целей. Произошло это в 1961 году, когда реактивную турбину Solar Saturn установили на испытывавшийся тогда средний танк T95. Вскоре после этого армия США выделила средства для параллельных работ по созданию 600-сильной газовой турбины компаниями Solar Aircraft и Ford Motor. Однако произведенные ими двигатели не продемонстрировали убедительного превосходства над дизелями, и их не стали даже испытывать на танках. Несмотря на неудачу, американские военные в 1965 году заключили с фирмой Lycoming, входившей в состав Avco Corporation, контракт на конструирование «сухопутной армейской турбины» (Army Ground Turbine) мощностью 1500 л. с. Испытания AGT‐1500 начались в 1967 году с прицелом на MBT‐70, но после провала программы создания танка компания Chrysler Defense в 1973 году использовала ее для прототипа своего XM1. Как известно, армия США приняла этот танк на вооружение под индексом M1 в 1976 году – в том же самом году, когда советские военные утвердили установку ГТД‐1000T на T‐80.
При начале испытаний AGT‐1500 предполагалось, что минимальный удельный расход топлива в определенных режимах сохранится на уровне дизелей. Однако при практическом использовании M1 с этим мотором суммарный расход топлива в среднем вдвое превысил показатель дизельных танков. Это обстоятельство осложняло и без того нелегкую задачу снабжения американской бронетехники горючим, особенно при массированном применении танков M1 в Кувейте в 1990 году и в Ираке в 2003-м. Кроме того, сам по себе AGT‐1500 был относительно дорог, что сковывало инженеров Chrysler при разработке M1, ведь им, как и конкурентам из General Motors, предстояло уложиться в предел стоимости танка, ограниченной в 1972 году полумиллионом долларов, для чего, соответственно, приходилось экономить на других узлах и деталях.
На протяжении 1980-х годов попытки доказать, что показатели потребления горючего газовыми турбинами и дизелями можно сблизить, предпринимались с помощью двигателя GT‐601 компании Garrett – созданный для гражданского транспорта, он был опробован на нескольких танках, в том числе на американском M48, британском Chieftain и французском AMX 30. По оценкам, общее потребление горючего им только на 10 % превышало показатели дизельных аналогов. Из-за повышенной прочности конструкции и крупного теплового рекуператора отношения размеров и массы к выходной мощности у GT‐601 вдвое превышали показатели AGT‐1500, также он не мог похвастаться какими-то преимуществами перед дизелями по части веса и объема.
Несмотря на такие результаты, американские военные поддержали разработку еще одной турбины в рамках программы перспективной комплексной силовой установки (Advanced Integrated Propulsion System), что в 1984 году вылилось в заключение контракта с General Electric и Textron Lycoming на постройку газовой турбины LV 100 мощностью 1360 л. с. К 1991 году конструкторы представили два изделия, одно из них военные опробовали на танковом испытательном стенде вкупе с электрической трансмиссией, изготовленной в рамках программы модернизации бронированных систем (Armored Systems Modernization Program). Последнюю программу закрыли где-то в 1994 году из-за снижения международной напряженности, но заинтересованность в газовых турбинах не пропала вовсе, и в 2000 году General Electric и Honeywell подписали контракт на изготовление LV 100–5, которую предполагалось установить на 155-мм самоходную гаубицу Crusader и использовать в качестве замены AGT‐1500 на M1. Однако программа перестройки армии США похоронила в 2002 году проект Crusader, а заодно с ним и турбину LV 100–5.
Хотя такие двигатели стоят всего на трех танках – на американском M1, советском T‐80 и шведском S‐tank, – применение газовых турбин заслуженно может быть сочтено значимым отклонением от общепринятых инженерно-конструкторских практик. Нельзя, однако, не упомянуть о гораздо более радикальной идее установки на танк ядерного реактора, всерьез обсуждавшейся в 1955 году на конференции, устроенной Командованием бронетанковой техники артиллерийско-технической службы армии США. По оценкам специалистов, масса танка с ядерной двигательной установкой составила бы 50 тонн, то есть приблизительно столько же, сколько весили обычные танки тех времен, но они явно недооценили вес экранов, которые неминуемо потребовались бы для защиты экипажа от радиации.
Какие бы двигатели ни ставились на танки, как и на любой моторной технике, им требовалась трансмиссия для передачи крутящего момента к движителю. В большинстве случаев данную задачу выполняли многоскоростные коробки перемены передач, в общих чертах повторявшие изделия подобного рода, принятые в автомобилестроении того или иного периода. Так, с годами танковая трансмиссия проделала путь от скользящих шестерней до автоматических эпициклических, или планетарных коробок переключения передач, которые со времен Второй мировой войны дополняли гидродинамические редукторы.
К тому же танкам требовалась система регулировки скорости вращения их гусениц для изменения направления движения. Самым первым способом решения этой задачи стало устройство, примененное в 1904 году в Соединенных Штатах на полугусеничном паровом тракторе Холта, – для поворота прекращалась передача крутящего момента на один борт и включался тормоз. Такое управление «с помощью бортовых фрикционов и тормозов» (clutch-and-brake) использовалось в первых французских танках образца 1916 года и на первых же британских – вплоть до Mark IV в 1917 г. То же решение впоследствии применялось на легких танках, строившихся в 1920-х и 1930-х годах, и на тяжелых вроде A.1 Independent и даже советского T‐35 (механизм вполне оправдал себя на первом, но не на втором). Из-за роста массы британских танков, однако, после Valentine от данного метода отказались.
Другая система управления, до известной степени схожая с принципом «бортовых фрикционов и тормозов», успешно применялась как на тяжелых, так и на легких машинах и основывалась на установке многоскоростных КПП, обычно эпициклического типа, для передачи усилий двигателя на каждый борт: перемена передачи в одной из коробок давала желаемое изменение скорости вращения гусениц. Первую систему управления рулением подобного типа разработали в 1918 году для англо-американского тяжелого Mark VIII, и на протяжении 1930-х годов на британских танках проходили апробацию разные экспериментальные агрегаты сходного типа. Однако ни один так и не был принят до тех пор, пока в начале Второй мировой войны механизмы этого типа не установили на крейсерские Covenanter и Crusader, где они отлично себя зарекомендовали. А тем временем в 1925 году японские инженеры создали систему управления с помощью перемены передач для своего первого танка, после чего аналогичные устройства устанавливались на всю производившуюся в Японии гусеничную бронетехнику. Этот механизм ставили и в Чехословакии на легкий LTH, который широко использовался в немецких войсках как PzKpfw 38(t) и показал себя очень удачным с механической точки зрения. Так же управлялась и немецкая Panther, но в ее случае механизм отличала особенная сложность.
Советские танки (в том числе и T‐34–85) и в разгар Второй мировой продолжали управляться с помощью бортовых фрикционов и тормозов, хотя это оставалось одним из самых слабых мест этой техники. В 1943 году шестеренчатые механизмы управления на основе двухскоростных эпициклических КПП внедрили на экспериментальном тяжелом танке КВ‐13, который закончили и запустили в серию как ИС, или «Иосиф Сталин». Именно они и стали первыми советскими танками с таким управлением, принятыми на вооружение в СССР. После войны схожая система широко применялась на T‐54, T‐55 и T‐62, пока на смену ей не пришла более сложно устроенная версия на эпициклических КПП ни много ни мало с семью скоростями. Она обеспечивала несколько радиусов поворота под нагрузкой и потому позволяла очень выборочно контролировать маневр танка. Впервые систему установили на T‐64, после чего она прописалась на T‐72 и T‐90, равно как на украинских танках и китайском Type 98.
С самого начала существовал альтернативный метод управления через систему отдельных КПП – дифференциальный. Наиболее простой реализацией идеи стал симбиоз редуктора обычного грузовика с гусеничным движителем и добавлением тормозов на каждую из выходящих полуосей. Подобное устройство для управления в 1905 году впервые успешно применил на полностью гусеничном тракторе Ричард Хорнсби, а десять лет спустя систему внедрили на первых британских танках, хотя в основном они управлялись с помощью бортовых фрикционов и тормозов. Тормозящий дифференциал представлялся весьма простой штукой, но оказался и довольно малоэффективным, и потому после Первой мировой войны его применение ограничивалось наиболее легкой техникой, как те же танкетки Carden-Loyd 1920-х годов и бронетранспортеры Bren, массово выпускавшиеся во время Второй мировой.
Обойти слабое место тормозящего редуктора удалось в близкой ему раздельной дифференциальной системе управления, которую отличают дополнительные передачи, позволяющие снижать скорость вращения полуосей вместо их остановки. Такие раздельные дифференциалы обеспечивают только один минимальный радиус поворота, тогда как требовался компромисс между широким радиусом при движении на большой скорости и узким – на маленькой. Тем не менее с момента создания такой системы в Соединенных Штатах во время Первой мировой войны инженерами Cleveland Tractor Company они получили широкое распространение. Названные Cletrac, они применялись почти на всех французских легких танках, построенных с середины 1920-х до 1940 года, а кроме того, и на тайно разрабатывавшихся немцами Großtraktoren, устанавливались на все американские легкие и средние танки с 1932 года и до окончания Второй мировой войны. Затем дифференциал внедрили на французском легком AMX 13 и на ряде бронетранспортеров, но лишь на одном среднем танке – японском Type 61.
Куда более изощренную систему управления двойного дифференциала во Франции начали создавать еще в 1921 году. В ней один дифференциал имел привод от КПП, а другой – напрямую от двигателя. Затем их мощность объединялась. Схема обеспечивала разные радиусы поворота для каждой передачи в КПП – чем ниже передача, тем уже радиус, что, собственно, и требовалось. Такой подход позволял передавать усилие от двигателя через гидростатический насос и мотор, за счет чего давал бесконечное число вариантов контроля над управлением. Возможность реализовали в конструкции французского Char B, где водитель мог наводить на цель установленную в корпусе 75-мм пушку за счет поворачивания танка на месте или в движении.
Десять лет спустя устройство, основанное на двух дифференциалах, но с более простым прямым механическим поворотом, нашло применение на французском среднем Somua S35, а во время Второй мировой войны усовершенствованная версия двойного дифференциала производилась в Германии для танка Tiger. Приблизительно в то же самое время в Британии создали систему тройного дифференциала, функционально очень схожую с двойным. Внедрили ее для начала на пехотном Churchill, а впоследствии – на крейсерском танке Cromwell. Позднее она использовалась на Comet, Centurion, Conqueror и Chieftain, хотя трансмиссия TN12 последнего существенно отличается от трансмиссий ранних танков тем, что в ней использованы блоки шестерен планетарной передачи вместо скользящих шестерен. Однако трансмиссия тройного дифференциала не позволяла применять поступательное гидростатическое управление и потому на Challenger уступила место системе двойного дифференциала.
Широкое распространение трансмиссия с двойным дифференциалом и гидростатическим механизмом поворота получила в 1950-х годах, начиная со швейцарского Pz.61, за которым последовали немецкий Leopard 2 с его трансмиссией Renk, американский M1 с Allison и французский Leclerc с SESM. Однако в указанное время существовали и танки с двойным дифференциалом и механической системой поворота, включая итальянский C‐1 Ariete и южнокорейский K‐1.
С самого начала существовал и совершенно иной подход к проблеме передачи крутящего момента от двигателя к движителю и к способам управления – электрическая трансмиссия. Самая простая схема представляла собой генератор постоянного тока вкупе с танковым двигателем и двумя электромоторами постоянного тока – по одному на гусеницу. Выбор в пользу такой системы сделали впервые в 1916 году французские конструкторы танка Saint Chamond (оказавшиеся в выгодном положении, поскольку имели возможность собрать агрегат из готовых электромоторов и генераторов). Она упрощала управление скоростью гусениц и, как следствие, облегчала вождение, но система получалась относительно тяжелой и малоэффективной. В результате применение электрической трансмиссии между двумя войнами ограничилось десятью французскими тяжелыми 2C.
На протяжении Второй мировой особого интереса к электрической трансмиссии со стороны танкостроителей не наблюдалось. Поначалу ее внедрили лишь на двух прототипах британского тяжелого танка TOG, построенных в 1940 и 1941 годах. При массе в 63,5 и 80 тонн соответственно они оказались неудачным возвращением к опыту Первой мировой. Бóльший успех сопутствовал создателям электрической трансмиссии в Соединенных Штатах, представившим в 1943 или 1944 году свое изделие для среднего T23. Но, хотя изготовитель выпустил 252 машины этой модели, ни одна из них в армию не поступила. Единственной бронированной боевой машиной с электрической трансмиссией, участвовавшей в боях Второй мировой, оказалась 65-тонная самоходная артиллерийская установка Ferdinand с мощной 88-мм противотанковой пушкой. Основой для нее послужили неудачные прототипы средних и тяжелых танков, разработанные Ф. Порше между 1940 и 1942 годами. Произведено было всего 90 этих StuG, применявшихся немецкой армией с середины войны. Также, говоря о бронетехнике с электрической трансмиссией, вспомним два прототипа 182-тонного тяжелого танка Maus, изготовленные в 1943–1944 годах.
Электрическая трансмиссия не внедрялась более ни на одной бронированной боевой машине до 1960-х годах, когда Ateliers de Constructions Électriques в Шарлеруа (ACEC) установила в Бельгии такое устройство на легкий танк M24 американской постройки, а позднее – на бронетранспортер Cobra («Кобра»). Приблизительно в то же время FMC Corporation снабдила электрической трансмиссией один из выпускавшихся ею американских бронетранспортеров M113. Трансмиссия ACEC представляла собой значительный шаг вперед, поскольку инженеры использовали синхронный генератор переменного тока с выпрямителем вместо генератора постоянного тока. В FMC Corporation применили то же решение, добавив асинхронные электродвигатели – более легкие, чем электромоторы постоянного тока, и к тому же бесщеточные.
Затем в 1980-х годах последовал всеобщий рост интереса к электрической трансмиссии, что на протяжении следующего десятилетия привело к строительству нескольких моделей экспериментальной бронетехники в Соединенных Штатах, Германии и Франции. В этой продукции нашло воплощение преимущество в виде появившихся в описываемые времена синхронных генераторов и моторов на постоянных редкоземельных магнитах, что сделало их более легкими и компактными. Если говорить об общей массе и стоимости, равно как и о потребности в охлаждении мощной электроники, такие трансмиссии не выдерживали конкуренции с гидромеханическими. Это стало особенно ясно после создания самого передового и мощного комплекса возможной будущей танковой трансмиссии, установленного в 1994 году на 50-тонный самоходный испытательный стенд (Automotive Test Rig), – ответвления прекращенной программы армии США по модернизации бронированных систем (Armored Systems Modernization Program).
Однако увлечение электрическими трансмиссиями не прошло, поддерживаемое модной в 1980-х годах концепцией «полностью электрифицированного танка», в котором электрическая трансмиссия комбинировалась бы с электромагнитной пушкой и электрической броней. Такое соединение материализовать не удалось, но электрическая трансмиссия продолжала использоваться в системах гибридных приводов, в которых работала наряду с обычными силовыми установками, накапливая электрическую энергию в батареях для использования в определенных ситуациях, например для обеспечения «бесшумного хода» на короткой дистанции. Кроме того, поскольку в таких гибридах обычный двигатель работает в наиболее оптимальных условиях, появляется возможность устанавливать на технику моторы меньшей мощности и габаритов.
Поначалу гибридно-электрические приводы (hybrid electric drive, или HED) находились в очень невыгодной позиции из-за размеров и массы их накопителей энергии, поскольку те в основе своей представляли обычные свинцово-кислотные аккумуляторы, но со временем их сменили литий-ионные и другие батареи с большей плотностью и меньшим весом.
Если не считать дополнительной сложности, привносимой гибридными приводами, сама по себе электрическая трансмиссия относится к классическим двухпроводным, где ток от вращаемого двигателем генератора по двум параллельным электрическим цепям поступает на два отдельных мотора, предназначенные для приведения в движение каждой из гусениц. То есть единственной связью между двигателем с присоединенным к нему генератором и вращающими ведущие колеса ходовой части моторами являются кабели, что предоставляет широкие возможности при выборе для них места в корпусе изделия, в чем и заключается главное преимущество электрической трансмиссии для некоторых типов бронетехники. Однако при двухпроводных системах возникает и определенная проблема, поскольку для эффективности управления требуется возможность передачи мощности, регенерированной для одной гусеницы, к другой. Такая регенерированная мощность может оказаться значительно больше достаточной для обеспечения хода машины, отчего моторы и генераторы приходится делать довольно крупными. Впрочем, есть способ нивелирования размера, так сказать, механически, передавая регенерированную энергию на ведущие колеса более эффективно с помощью поперечного вала. Получающаяся в результате электромеханическая трансмиссия (electromechanical transmission, или EMT) со всего одним ходовым и одним управляющим мотором сохраняет большинство преимуществ двухпроводных систем, но более сложна и труднее поддается адаптации к машинам, если только они не разрабатывались для нее целенаправленно.
Плюсы EMT привлекли к ней внимание в 1980-х годах, но первое такое изделие продемонстрировали в Швеции в 2005 году, где инженеры фирмы Hägglunds снабдили электромеханической трансмиссией гусеничный вариант многоцелевой бронированной боевой машины SEP. Другую EMT под маркой E-X-Drive создали в Британии в компании QinetiQ для применения на машинах с экипажами в рамках американской программы Future Combat Systems, однако на вооружение устройство не приняли.
Независимо от типа, трансмиссия определяла то, насколько эффективно мощь танкового мотора отражалась на его автомеханических характеристиках, включая скорость. Однако последнюю могли сильно ограничивать колебания, вызываемые жестким грунтом под гусеницами бронетехники. Степень вибрации приходилось снижать за счет упругости подвески, на которой крепились опорные катки, и поэтому подвеска в определенных обстоятельствах диктовала пределы максимальной скорости танков.
Как уже говорилось, первые британские танки передвигались на катках, жестко закрепленных к корпусу. Принцип этот как-то оправдывал себя лишь на малых скоростях, которые и предполагала ранняя гусеничная бронетехника. Однако первый французский танк, изделие фирмы Schneider, уже отличали катки, установленные на подпружиненные винтовыми рессорами подрамники. На протяжении 1920-х и 1930-х годов танки в большинстве своем строились с подвеской из пары колес, или опорных катков, поставленных тандемом в качающихся каретках на листовых или винтовых рессорах. Такая подвеска «на балансирах» работала вполне сносно только при невысоких скоростях, но плохо реагировала на неровности грунта под ней при большем разгоне.
Подобного рода подвеска, удовлетворительная при низких скоростях, изжила себя в течение Второй мировой, и после этой войны почти во всех конструкциях опорные катки имели независимые рессоры. Первопроходцем в этой области стал инженер из Соединенных Штатов Дж. У. Кристи, который в 1928 году впервые продемонстрировал изделие с автономно подрессоренными опорными катками на пружинах, что принесло явный выигрыш в скорости. Примеру Кристи несколько лет спустя последовали советские танкостроители, массово производя БТ, а потом T‐34, а также британцы с их крейсерскими танками.
От независимой винтовой рессорной подвески в конечном счете отказались в пользу торсионных валов, показывавших способность поглощать больше энергии колебаний в отношении к массе и не «съедавших» ширину внутреннего пространства корпуса. Торсионную подвеску впервые внедрили в 1938 году немцы на некоторых из своих легких PzKpfw II, а к концу Второй мировой подобный тип ходовой стал доминирующим. Так, торсионы ставились на Tiger и Panther, равно как и на PzKpfw III, а также на советские тяжелые танки КВ и ИС. Торсионные валы стали практически общепринятой нормой для подвески послевоенных танков, но в 1960-х годах в моду вошла гидропневматическая подвеска, обеспечивающая лучшее пружинящее действие. При внедрении соответствующих механизмов такая ходовая давала возможность менять угол наклона корпуса машины и его высоту по отношению к поверхности. Регулируемая гидропневматическая подвеска впервые появилась в 1960-х годах на шведском S‐tank и на японском Type 74, тогда как менее сложная нерегулируемая ходовая по-прежнему неплохо служила британскому Challenger и другим танкам.
В то время как скорость танка на жестком грунте напрямую связана с упругостью подвески и мощностью двигателя, способность бронетехники двигаться по мягкой и слабой почве в значительной мере зависит от того, насколько хорошо гусеницы машины позволяют распределить ее вес на грунте, то есть, иными словами, от удельного давления на него. Так называемое номинальное давление на грунт подразумевает массу танка, деленную на площадь соприкасающихся с землей гусениц. Номинальное давление не отражает фактического давления на грунт, но является разумным усреднением, использовавшимся при определении характеристик ранних британских танков, передвигавшихся на нескольких маленьких, жестко закрепленных роликах и гусеницах с плоскими траками. В любом случае данное понятие признали одной из важных характеристик танков и стали использовать в специальной литературе уже с 1917 года. Более того, низкое значение номинального давления на грунт сделалось целью конструкторов ранней гусеничной бронетехники. Поначалу сравнивать было не с чем, и в таких обстоятельствах сочли правильным добиваться значения, близкого к тому, которое оказывают на грунт солдаты в своих башмаках, чтобы танки обладали способностью двигаться по той же местности, что и пехотинцы. В 1920-х годах это привело к торжеству взглядов, что номинальное давление на грунт должно находиться в районе 50 кН/м², и у наиболее массового танка того периода, Renault FT, оно действительно составляло 58 кН/м².
Но, похоже, формулируя технические требования к изделиям, военные в те времена не придавали особого значения данному показателю. Так или иначе, в 1930-х годах номинальное давление на грунт у некоторых танков превысило 100 кН/м², хотя этого можно было избежать за счет расширения гусеницы. Только в ходе Второй мировой войны, в частности благодаря опыту, полученному на труднопроходимой местности русского фронта, стала осознаваться важность этого показателя давления на грунт.
Пусть номинальное давление давало только приблизительную оценку давления танка на грунт, оно оставалось довольно четким индикатором относительной способности машины к передвижению по слабым почвам. Однако корректное сравнение возможно только при очень близкой ходовой части, если, скажем, у двух машин одинаковое число опорных катков и схожие гусеницы. В ином случае номинальное давление на грунт не даст ясного представления о потенциальных возможностях танка на мягком грунте, поскольку не учитывается фактор гибкости гусениц и переменчивость давления по их длине, притом что особенно сильным оно будет под центром опорных катков. Именно пиковые показатели, а не средние определяют осадку гусеницы и, следовательно, качества проходимости. В Британии важность максимальных значений давления под гусеницами осознали в 1970-х годах, и эмпирическое соотношение для вычисления среднего максимального давления вывел сотрудник FVRDE Д. Роуленд. С того времени его способ подсчета среднего максимального давления, ставший превосходной альтернативой показателю номинального давления на грунт, использовался в спецификациях британских бронированных боевых машин. Его находка помогла объяснить несколько кажущихся аномалий, обнаруживаемых при использовании прежнего показателя. Скажем, британский пехотный танк Matilda. Номинальное давление на грунт у него составляло 112 кН/м² и было выше, чем у любого другого танка Второй мировой войны, что не мешало его успешному применению в самых разных уголках мира, поскольку, как выяснилось, среднее максимальное давление оказывалось ниже, чем у многих других танков.
Хотя показатель среднего максимального давления служил куда лучшим мерилом потенциальных возможностей танков, чем номинальное давление, применялся он только в отношении одного конкретного и не слишком трудного типа почвы. Для оценки характеристик проходимости танков на других почвах требовалось измерение их свойств. Замеры сопротивления грунта обычно производились простым инструментом под названием конусный плотномер – в нем можно видеть ученого потомка трости, которой в Первую мировую войну командир британского танка пробовал землю, чтобы понять, пройдет ли по ней его машина.
Конусный плотномер вошел в обиход для военных надобностей ближе к концу Второй мировой в инженерно-саперном корпусе армии США и, несмотря на недостатки, оставался единственным инструментом, широко применявшимся для зондирования грунта на предмет проходимости техникой. Он также использовался при решении обратной задачи – вычисления уровня самой слабой почвы, по которой машина способна проехать и не просесть. Называлось это показателем проходимости машин (Vehicle Cone Index or VCI). Значения его устанавливались экспериментально и находились в корреляции с коэффициентом подвижности (Mobility Index) машины, но последний составлялся из сомнительного набора параметров машины и произвольных факторов. Тем не менее коэффициент этот включили в так называемую эталонную модель мобильности НАТО (NATO Reference Mobility Model, NRMM) для предварительной оценки возможностей моторной техники.
Более рациональный метод установления крайнего значения показателя проходимости машины разработал в 1980-х годах Э. Б. Маклорен из Агентства оборонных оценок и исследований британского Министерства обороны. Его подход основан на испытаниях тяговых усилий техники и позволяет установить предельный показатель сопротивления почвы, на которой данная машина более не способна развивать тягу. Этот предельный показатель проходимости машины (Vehicle Limiting Cone Index, VLCI) рассчитывается как отношение основных параметров моторной техники к результатам испытаний на развитие тягового усилия.
При всей своей действенности конусный плотномер мало проясняет физические феномены поведения моторной техники на слабых и легко деформируемых грунтах. Два аспекта в этом отношении привлекают внимание. На один указал в Германии еще в 1913 году Р. Бернштайн – утрамбовывание почвы и последующее образование колеи, вызывающее противодействие движению. Другой аспект – соотношение силы тяги, или тягового усилия, и сопротивления сдвигу почвы – осветил в Британии в 1940-х годах Э. У. Э. Миклетуэйт. Следом в 1950-х годах M. Г. Беккер предложил полуэмпирический метод прогнозирования поведения моторной техники с учетом осадки и сопротивления сдвигу почвы путем их одновременного замера с помощью прибора, названного беваметром. Подход Беккера получил ограниченное распространение и до сих пор мало применялся к бронетехнике. Между тем появились версии беваметра для определения характеристик лунной поверхности.
Помимо работ по террамеханике Беккер в 1950-х годах в известной степени содействовал всплеску интереса в Соединенных Штатах к сочлененной моторной технике. Сама по себе идея сочлененной гусеничной бронетехники новой не являлась, о чем говорилось во второй главе данной работы, однако ни одного удачного прототипа таких изделий, несмотря на их потенциальные достоинства, до 1980-х годов никто так и не построил. Принципиальный выигрыш состоит в возможности добиться куда большей суммарной длины гусениц по сравнению с конвенциональной техникой, поскольку у той существуют ограничения по длине гусениц – не более двух расстояний между их продольными осями, – иначе теряется управляемость. В результате площадь гусеницы в соприкосновении с грунтом у сочлененного изделия больше, а оказываемое на него давление – меньше. Изменение горизонтального положения машины в движении путем поворота двух половин также снижает нагрузку на почву по сравнению с разворотом со скольжением традиционной гусеничной техники, за счет чего не столь велик риск застрять. Наконец, сочлененные машины лучше преодолевают вертикальные препятствия.
Вследствие этого характеристики проходимости сочлененной моторной техники превосходят показатели традиционной гусеничной, особенно на труднопроходимой – раскисшей от дождей, заболоченной или заснеженной – местности. Но такие изделия сложнее и дороже в производстве, менее маневренны и ставят много проблем при подборе их баллистических форм. Тем не менее Беккер выступал за их разработку, изучая применение техники в условиях бездорожья, начав изыскания в Канаде в 1940-х и продолжив их затем в 1950-х годах в Соединенных Штатах, где стал главой лаборатории наземных транспортных средств, созданной при Командовании бронетанковой техники артиллерийско-технической службы армии США. В конце концов Беккер достучался до начальства, поскольку когда автор посетил командование в 1961 году, то обнаружил там множество масштабных моделей всевозможной сочлененной техники – материального воплощения теоретических изысканий на данную тему. Ни одной сочлененной гусеничной бронированной боевой машины построить так и не удалось. Если говорить о бронетехнике, то свет увидела только неудачная четырехосная сочлененная бронированная боевая машина – отклик на техническое задание армии, которой требовалась бронированная разведывательно-десантная машина. В конечном итоге был произведен легкий танк M551 Sheridan. Эстафету подхватила компания Lockheed, где разработали четырехосную бронемашину XM 808 Twister, но дальше трех прототипов, появившихся к 1970 году, не продвинулись.
До 1982 года, когда шведские инженеры изготовили UDES XX‐20, ни одного прототипа бронированной сочлененной гусеничной машины на свет не появилось. Как рассказывалось в десятой главе, изделие продемонстрировало высокие характеристики и в нескольких отношениях давало фору обычной гусеничной технике, однако возникли непреодолимые сложности с интеграцией в двухблочное шасси артсистемы, а потому в 1984 году работы пришлось свернуть. С того момента появились лишь легкобронированные версии шведского вездехода Hagglunds Bv 206 и – совсем уже недавно – версия Warthog сочлененного бронетранспортера Bionix, выпущенная в Сингапуре для британской армии.
Войти с помощью соц. сетей: