ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 
 




НОВАЯ ЭПОХА В ОСНОВНОМ ТАНКОВОМ ВООРУЖЕНИИ

Из истории развития танковых пушек - ЖМВ,

электрические "рельсовые-пушки"

 

Руперт Пенгелли

 

Конец танка как жизнеспособной боевой системы вооружения предсказывался почти с момента его появления около 80 лет назад. Такие предсказания могут несомненно однажды оправдаться, но тем не менее можно сказать с определенной уверенностью, что танк доживет, по крайней мере, до своего столетия, хотя и с совершенно новым типом системы вооружения. Эта система, вероятие, должна иметь такое же сходство с пороховой пушкой, заряжающееся с казенной части, используемой в настоящее время, какое эта последняя имеет со средневековой пушкой.

Развитие пороховой пушки и ее боеприпасов, как можно ожи­дать, продлится, по крайней мере, до конца века. Исследователя­ми и истребителями признано, что современный способ придания снаряду скорости или энергии таких уровней, которые необходимы для уничтожения будущих хорошо защищенных целей, становится все менее эффективным. Фактически, когда требуется пороховой заряд и больший по размерам снаряд, более громоздкими становятся пупка и ее боеприпасы. Поэтому с середины 1980-х годов на Западе про­изошел резкий подъем в капиталовложениях на научно-исследова­тельские работы, направленные на выполнение альтернативных сис­тем вооружения, среди которых находятся и наземные ветви космического вооружения, первоначально создаваемого по страте­гической оборонной инициативе бывшего президента США Рональда Рейгана.

Опытные образцы существующих лабораторных устройств "в виде оружия" готовы к испытаниям в начале следующего десятилетия и, возможно, разумно ожидать, например, увидеть серийные модели некоторых форм электрической пушки или оружия направленного действия к 2000 г . (Хотя оружие направленного действия может быть принято вместо некоторых вспомогательных типов боеприпасов, применяемых для оснащения современных танков, кажется маловероятным, что оно будет рассматриваться в качестве возможных систем основного вооружения и поэтому не рассматривается в этой статье). Задержки будут не столько функцией технических трудностей, сколько Функцией нерешительности, из-за которой отказались от многих перспективных технологий. При таком большом количестве конкурирующих технологий, очевидно, сотрудникам органа военного планирования трудно изложить логически последова­тельную "карту" закупок. Автор ограничивается рассмотрением различных технических вариантов и успехов, достигнутых в основных западных государствах, разрабатывающих вооружение.

 

Пороховые пушки - конец пути

Образцом современной пороховой пушки является 120-мм гладкоствольная пушка Rh-120 фирмы "Рейнметалл" с длиной ствола 44 калибра, установленная на танках "Леопард-2" и М-1А1.

На основе ее конструкции позднее были разработаны французс­кая, израильская и итальянская 120-мм пушки. Ее базовая конструк­ция была разработала в начале 70-х годов и с тех пор США, кото­рые приняли ее в 1978 г . под маркой М-256, периодически делали попытки усовершенствовать ее. Среди этих усовершенствований на стадии оценки находится "легковесная 120-мм пушка" ХМ-291 научно­-исследовательского центра по вооружению армии США (ARDEC), из которой можно вести стрельбу теми же боеприпасами, что и из пушки Rh-120, но по существу это совершенно новая конструкция. Однако в настоящее время не ожидается, что этот проект будет придерживаться такого калибра.


За период с настоящего времени по конец 1990-ых годов наибольшая эффективность 120-мм пороховой противотанковой пушки при минимальной реорганизации оперативных танковых парков будет достигнута благодаря введению следующих поколений боеприпасов кинетического действия (КЕ). Однако их стоимость и сложность должны, вероятно, возрасти, так как они связаны с введением новых технологий.

Современным боеприпасом кинетического действия армии США является бронебойный оперенный снаряд с отделяющимися ведущими частями (APFSDS) М-829, который включает сердечник из ообедненного урана с отношением длины к диаметру (L/D) в диапазоне 20:1. Его начальная скорость примерно 1650 м/с. Полагают, что он может пробивать катаную гомогенную броню толщиной 550 мм при угле встречи в 0° на дальности 2000 м . Предполагается, что он вскоре будет заменен усовершенствованным вариантом ХМ-829Е1, способным пробивать броню толщиной 600 мм при тех же условиях, а в 1992 г . вариантов ХМ-829Е2, для которого толщина пробиваемой катаной гомогенной брони, как предполагается, достиг­ает 700 мм .

Параллельные разработки этих снарядов должны быть в Великоб­ритании, Франции и Западной Германии. По крайней мере, до середины 1990-х годов Великобритания, как ожидается, будет продол­жать разработки 120-мм нарезной пушки с высоким давлением поро­ховых газов в стволе CHARM XL30E3 фирмы "Ройал орднанс" для танков "Челленджер-1" и "Челленджер-2". Англичане намереваются также ввести соответствующий снаряд с сердечником из обедненного урана, но благодаря более длинному стволу пушки снАrм (52 калибра) этот снаряд будет иметь несколько более высокую начальную скорость (1700 м/с) чем снаряд М-829. Однако, по-видимому, не ожидается, что его характеристики долго будут соответствовать средствам нападения, и уже разрабатываются два следующих усовершенствованных снаряда кинетического действия СНАRМ-2 и СНАRМ -3, которые министерством обороны Великобритании охарактеризованы редакции журнала IDR как приблизительные, эквиваленты снарядов ХМ-829Е1 и ХМ-829Е2. Если разработка снаряда СНАRМ -3 ока­жется успешной, снаряд СНАRМ -2, возможно, не поступит в производство.

Западногерманская армия в 1987 г . приняла на вооружение третье поколение 120-мм снарядов кинетического действия, одним из которых является бронебойный оперенный снаряд с отделяющимися ведущими частями DM-33, имеющий 28-мм сердечник из вольфрамо­вого сплава с отношением длины к диаметру 19:1 и начальной скоростью 1650 м/с. На смену ему в 1991- 92 г . должен придти франко-западногерманский снаряд APFSDS OFL 120FA с вольфрамовым сердечникам, который, по сообщениям, будет иметь начальную скорость 1750-1800 м/с и будет являться кандидатом на использо­вание технологии изготовления сердечников переменной плотности для него, разрабатываемой фирмой – CIME BOCUSE.

Со своей стороны, французская армия уже рассматривает возможность ведения снаряда сердечником из обедненного урана в качестве преемника снаряда OFL I20FA примерно в 1995 г . По соображениям окружающей обстановки и политическим соображе­ниям западногерманское правительство всегда осуждало и запреща­ло использование обедненного урана, по крайней мере, своими собственными войсками, если не войсками союзников, базирующемуся в Западной Германии.

Выбор времени планируемого или предлагаемого перехода от вольфрамовых сердечников к сердечникам из обедненного урана армиями Великобритании и Франции нелеп. Военно-морские силы США, очевидно, выступили против использования обедненного ура­на, для их 20-мм пушки Phalanx, и поэтому армия США предпола­гает использовать другое направление, исключающее трудности размещения первых поколений боеприпасов с сердечниками из обедненного урана.

Между тем, исследовательские учреждения США экспериментируют в области других более современных конфигураций сердечников, включая сегментно-стержневой и активно-реактивный (RAKE) типы кинетического действия. В последнюю категорию входит 120-мм Х-стержневой снаряд ХМ-872 управления перспективного планирова­ния МО (DARРL), который является предметом конкурирующих контрактов, заключенных с фирмами АА1 и "Геркулес" как часть так называемой балансной инициативы по технологии (ВТI). С помощью снарядов типа RAKE можно довести максимальную скорость до более 2000 м/с, а ракетный ускоритель, прикрепленный к сердечнику или разделенный внутри него, фактически будет предназначен для компенсации падения скорости, вызванного аэродинамическим лобовым сопротивлением.

Эта методика предусматривает применить способ, при котором более толстые сердечники могут выстреливаться из современных пушек, достигая скоростей в момент удара, подобных скоростям современных длинных тонких сердечников. Вызывает сомнение, что снаряды RAКE будут когда-нибудь достаточно точны для поражения целей на увеличенных дальностях без какого-либо наведения, что может сделать их создание нецелесообразным.


Лебединой песнью порохового вооружения, что касается НАТО, является новая 140-мм гладкоствольная пушка, называемая по-разному, то "общей танковой пушкой НАТО", то, в американском случае, перспективной системой танковой пушки (ATAcs). В настоящее время она является предметом дополнительных исследовательских программ в Великобритании, Западной Германии и США в соответствии с промежуточным соглашением, подписанным представите­лями национальных армий трех государств, и программы Франции. Все четыре государства признали, что такое орудие, вероятно, нужно в качестве временного преемника 120-мм гладкоствольных и резных пушек в ожидании полной разработки технологий альтернативных метательных средств.

Основные характеристики этого орудия согласованы четырьмя государствами и включают тактико-технические требования, взятые из индивидуальных государственных исследовательских программ. В начале 1980-х годов Великобритания и США, вероятно, каждое из этих государств не знало о решении другого, пришли к выводу, что, возможно, необходима пороховая пушка с лучшими характеристиками, чем у существующих 120-мм орудий. Каждое государство приводило свои собственные исследования параметров, а в 1985 г . англичане начали работать над демонстрационным макетом пушки, для которой выбрали 140-мм калибр. США приняли концепцию создания пушек с раздельным заряжанием двух разных калибров. Зарядные каморы их будут подогнаны: одна (ХМ-291) к 120-мм ство­ла другая - к стволу большего калибра. Под последним, большинстве случаев, подразумевали 135 мм . Обе конструкции объединялись вместе в документации научно-исследовательского центра по вооружению армии США как "легкая система 120-мм такового основного вооружения".

 

Снимок легкой системы 120-мм танкового основного вооружения ХМ-291, установленной на танке / "Абрамс" (1987г.). У нее длиннее ствол и больше камора, чем у стандартной 120-мм гладкоствольной пушки М-256.

Рис. 1. Снимок легкой системы 120-мм танкового основного вооружения ХМ-291, установленной на танке / "Абрамс" (1987г.). У нее длиннее ствол и больше камора, чем у стандартной 120-мм гладкоствольной пушки М-256.


 

Технология, полученная во время разработок научно-исследовательского центра по вооружению "легких" 120-мм пушек и пушек других калибров, была включена в создание 140-мм перспективной системы танковой пушки армии США, ко­торая должна быть принята на вооружение в 1997 г . наряду с подобными пушками, разрабатываемыми в Великобритании и Западной Германии (NPzK)

 

По сообщениям представителей британского научно-исследовательского центра вооружений (RADRE), сведения о существовании программы США не доходили до него почти до того времени, он выпустил свое собственное 140-мм демонстрационное устройство, которое начало проходить испытания стрельбой в начале 1988 г . Было отмечено общее сходство подхода и требований потребителей, после чего скоро был создан более обширный форум с включением Франции и Западной Германии для выполнения этих работ. Затем были согласованы общие особенности конструкции, которая должна сочетать конструкцию каморы пушки США, калибр пушки Великобритании и длину боеприпасов Западной Германии. Последние не должны превышать по длине 120-мм боеприпасы гладкоствольной пушки, чтобы легче было объединить их с существующими боеукладкой и системой управления.

Выбор 140-мм: калибра номинально эффективен лишь на современном этапе исследований, несмотря на то, что это, как говорят, происходит главным образом потому, что партнеры не имеют на данном этапе полномочий принять на себя обязательства по разработке и производству. Тем не менее, Уотервлитский арсенал армии США получил контракт на изготовление четырех опытных образцов пушек ATAcs этого калибра, которые должны пройти испытания в научно-исследовательском центре по вооружению в 1990- 91 г . на танке "Абрамс", а также испытательной установке САТТ-В (испытательная установка перспективной технологии узлов) для будущего боевого танка "Блок III"(Последний будет либо новой конструкцией, либо результатом модернизации танка "Абрамс''). Планируется сделать выбор вооружения для танка "Блок III" до начала полномасштабной разработки в 1992 г ., что оставляет мало времени для создания и испытания альтернативных калибров. Несомненно, что если унификация должна иметь какое-то значение, то другие партнёры вынуждены будут ограничиваться решением США.

Достоинство увеличенного калибра двойное. Во-первых, в отношении кинетической энергии он Представляет простую аль­тернативу снарядам RAKЕ как средство стрельбы "более крупными снарядами" при соответствующей скорости. Сердечники кинетического действия большего диаметра завоевывают новое внимание на фоне вероятности того, что предпочитаемые в настоящее время конструкции длинных тонких сердечников кинетического действия могут оказаться недостаточно прочными для борьбы с будущими системами бронирования.

Более того, должен быть какой-то предел длины сердечника, если снаряды должны оставаться совместимыми с системой заряжания боеукладками.

Во-вторых, увеличение калибра обеспечивает возможности для улучшения характеристик кумулятивных боеприпасов, облегчая перекрестное использование технологии создания боевых частей про­тивотанковых управляемых средств (таких как заряды для нанесения удара сверху или тандемные заряды).

Недостатки тоже весьма очевидны: чем больше пушка, тем больше машина, если в жертву не будут принесены предметы потребления (количество боеприпасов, топлива) или численность членов экипажа. Меньшее количество членов экипажа и более тяжелые снаряды диктуют использование автоматизированных систем, что повышает сложность машины. Кажется, фактически достигнуто четырехстороннее согласие, что 30 140-мм-выстрелов будет приемлемым возимым боезапасом для будущего танка, на основании того, что усовершенствованная техника обнаружения целей и управления огнем гарантируют, что теоретическое количество "потенциальных возможностей поражения цели" очень мало отличается от танка, ценного вдвое большим количеством современных выстрелов.

С учетом умаляющих достоинств 140-мм пушки это временное решение можно рассматривать как ненужное отклонение от правильного пути на основе того, что ее принятие вызовет изменение в больших масштабах компоновки и применения танка, чего можно избежать путем ускоренной разработки перспективных альтернативных технологии.

Жидкое метательное вещество (ЖМВ)

Одним из вариантов является пушка с ЖМВ. Возможный успех, предлагаемый ЖМВ для танкового вооружения, в настоящее время менее бросается в глаза, чем некоторые более новые технологии. Основа его технологии сравнительно прочна, подкреплена обширными научно-исследовательскими работами, проводившимися с конца второй мировой войны в нескольких странах, включая Великобританию, Францию, Западную Германию и США. Исследование ЖМВ было начато во Франции в 1974- 75 г ., но в начале 1980-х годов работа была ограничена экспериментами с малыми калибрами, проводимыми фирмами SEP и GIAT на базе 30-мм пушки. Позже ЖМВ рассматривалось в качестве главной альтернативы твердым метательным веществам для англо-западногерманского танка будущего, над которым работали с начала до середины 1980-х годов.


Среди его ощутимых преимуществ были более безопасное раз­мещение метательного вещества при меньших требованиях к объему, повышенная пьезометрическая эффективность, увеличенный срок службы ствола и увеличенные возможности усовершенствований конструкции снарядов APFSDS. Согласно недавней статье полковника Т.У.Терри, руководителя работ по проекту замены танка "Чифтен" в министерстве обороны Великобритании, обе группы, однако, пришли к выводу к 1987 г ., что пушка с ЖМВ не доста­точно разработана для установки ее в танк к 2000 г . Это наряду с изменениями средств нападения побудило обе группы бросить жребий в защиту проекта пороховой танковой пушки НАТО калибра больше стандартного.

В центре RARDE признано, что использование ЖМВ для пушки, ведущей стрельбу снарядом данной массы, обычно приводит к десятипроцентному увеличению эффективности по сравнению с твердым метательным веществом, увеличивая скорость примерно до 3 м/с. Однако представители фирмы "Дженерал электрик", веду­щей промышленной организации по ЖМВ в США, заявляют, что последняя цифра основана на одноступенчатой системе впрыска метательного вещества, тогда как во время испытаний 30-мм пушки-демонстрационной установки с двухступенчатым перемещением заряда ЖМВ фирма уже показала, что скорость снаряда может достигать 3100 м/с.

Анализ фирмы "Дженерал электрик" показывает, что с точки зрения требований к забронированному объему габариты и масса соответствующим образом расположенной системы пушки с перемещаю­щий зарядом ЖМВ будут самыми эффективными из всех вариантов танковых пушек, предлагаемых в настоящее время. Например, танк, вооруженный 140-мм пушкой с ЖМВ сможет перевозить 44 выстрела вместо 30 или менее боеприпасов для такого же танка с пороховой пушкой.

Эта фирма является одной из нескольких фирм США и Европы, которые вовлечены в исследование различных аспектов 120-мм и большего калибра танковых пушек с регенеративно вспрыскиваемым по контракту о баллистической научно-исследовательской лабораторией (BRL) армии США. Однако к настоящему времени адная Германия остается единственной страной, в которой введены реальные испытания 120-мм танковой пушки с ЖМВ с высокой начальной скоростью. Один представитель западногерманской промышленности заявил редакции журнала iDR , что, по его опыту, трудность с системами с перемещающимся или ступенчатым зарядом, которые испытывались в его стране, заключалась в том, что впрыски более позднего метательного заряда никогда не нагоняли снаряд. "Все, что впрыскивалось после первых четырех миллисекунд, слишком запаздывало", - сказал он.

 

Электрические пушки

Много шума связано с многими типами электрической пушки, которая исследуется в настоящее время, особенно, но не исключительно, в США. Существуют две основные категории: пушки, целиком основанные на электромагнитной силе, и пушки, в которых часть движущей силы создаётся взаимодействием электрической энергии с нейтральной примесью или рабочим материалом большой энергии. Первые обычно категорируются как электромагнитные пушки (ЕМ), а последние - как электротермические (ЕТ) или электротермические-химические (ETC).

В настоящее время электротермические пушки считаются эффективными для стрельбы снарядами при максимальной скорости 2000-2500 м/с, а электромагнитные - потенциально способными производить выстрели легкими снарядами ( 5 кг +) со скоростью 5000 м/с (более высокие скорости достичь в атмосфере трудно). Важным техническим соображением в конструкции электрических пушек является компромисс между массой и скоростью для данной дульной энергии.

Преимущества, выдвигаемые для электрической пушки, в общих чертах подобны преимуществам, выдвигаемым для пушки c ЖМВ. В принципе, как объяснил редакции журнала iDR Алан Колб, руководитель максвелловской лаборатории в США: "Она обеспечивает потенциал управления давлением в стволе для приведения пули в движение. Таким образом вы можете поддерживать давление, когда пуля движется по стволу, наращивая свою общую энергию". Для данного выделения энергии можно увеличить скорость бронебойного снаряда стандартного размера или вести стрельбу более тяжелым снарядом без потерь в начальной скорости. Наоборот, можно стрелять снарядом меньшего размера при значительно увеличенных скоростях, доставляя к цели энергию таких же или больших уровней, что позволяет увеличить возимый боекомплект. С тактической точки зрения, по мнению Колба, введение электрических пушек увеличит "район боевых действий" систем оружия для стрельбы прямой наводкой, так как их снаряды с высокой начальной скоростью дают возможность обстреливать цели на большей дальности при меньшем времени полета и большей вероятности попадания. Это требует разработки прицелов с высокими тактико-техническими характеристиками. Путем избавления от пороха будут сведены до минимума риск для экипажей, а также стоимости инфраструктуры, данные в настоящее время с опасностью производства, хранения и выгрузки боеприпасов.


Возможность использования электромагнитной пусковой установки, соединенной с униполярным генератором, как средства ведения стрельбы снарядами с высокой начальной скоростью впервые была продемонстрирована в начале 1970-х годов в австралийском национальном университете. Все возрастающие исследования в нескольких странах в 1970-е и начале 1980-х годов были сконцентрированы в основном на двух типах электромагнитной пусковой установки: "рельсовой-пушке" с униполярным генератором и "пушке катушечного типа" с многодисковым электрогенератором.

 

Изображение ранней концепции рельсовой пушки, при-водимой в действие униполярным генератором фирмы "Вестингауз" для оснащения варианта танка "Абрамс" с газотурбинным двигателем

Рис. 2. Изображение ранней концепции рельсовой пушки, при-водимой в действие униполярным генератором фирмы "Вестингауз" для оснащения варианта танка "Абрамс" с газотурбинным двигателем

 

С тех пор постепенно возросли уровни энергии снарядов, разработаны новые системы источников питания меньших размеров и сделаны значительные успехи в разработке электротермических пушек. В США научно-исследовательский центр по вооружению обосновал, что (при уверенном риске) полномасштабная разработка электрической танковой пушки может быть закончена во время для первого комплекта оборудования в 2003 г ., в то время как некоторые (предположительно более рискованные) независимые вносимые промышленностью проекты, как прогнозируют, будут готовы на пять или более лет раньше.


Нормальные законы распределения отказов и самоопределяемое экспериментирование, как кажется, не сработали, количестве реальных компоновок электрических пушек возрастает, а не сокращается, как можно было ожидать. Поэтому центр вооружения огневой поддержки научно-исследовательского центра по вооружению проводит политику продолжения Финансирования многочислен технологических разработок, по крайней мере, до конца 1991г.

Тогда будет возможность провести испытания различных вариантов пусковой установки в Центре 717, новом сооружении для испытания электрических пушек в Пикантинском арсенале, которое должно начать действовать в июне-июле 1990г. Процесс выбора технологии поддержат также сравнительные испытания 9-МДж пушек на подвижной основе ("волокуше") на Полигоне, финансируемом армией США.

C 1977 по 1984 г . работы научно-исследовательского центра по вооружению проводились на небольшие средства армии, выделяе­ма разработку. К 1985 году, когда отдел СОИ начал увеличивать финансирование программы, в научно-исследовательском центре по вооружению/управлении перспективного планирования МО (DARPA) были осуществлены выстрелы 300-г пластмассовыми снарядами со скоростями 3,0-4,2 км/с и разработка 6,3-МДж компактного униполярного генератора, способного производить импульсы 1,5 МА. Управление перспективного планирования к тому времени значительно расширило свои обязательства по тактическому применению в связи с чем к усилиям научно-исследовательского прибавилась тяжесть финансирования ВТI.

Центр ARDEc и управление DARpA в 1986 финансовом году начали совместную двухэтапную программу испытаний. Первоначальной целью (Этап 1) был показ к 1991 г ., что и рельсовая пушка катушечного типа могут вести многократную стрельбу снарядами со скоростями 2500-4000 м/с при дульной энергии 9 МДж (эквивалентной 120-мм снаряду кинетического действия с твердым метательным веществом). Этот этап подразделялся на ряд задач. Задача А охватывала документальные исследования оснащения вооружением. Задача В - создание пушек одиночного выстрела (ssgs) для работы в лаборатории, а задача С – создание пушек многократной стрельбы на подвижной опоре для работы на полигоне. На этапе 2, который, планируется, будет проводиться в 1991-95г.г., предполагается выбрать одну из концепций в качестве базы устанавливаемого на машине 15-МДж демонстрационного макета установки многократной стрельбы.

Этот подвижный демонстрационный макет должен быть пол­тью автономным, иметь массу 55 т или менее и должен быть вооружен электрической пушкой, способной вести стрельбу при темпе четыре выстрела за 24 с при наводке с помощью дневной/ночной системы управления огнем.

На этапе 1 было заключено два контракта по задаче В на создание пушек одиночного выстрела (задача А была аннулирована на ранней стадии): один с университетом Техаса под руководством центра ARDЕC, другой с лабораторным комплексом "Максвелл", Сан-Диего, под руководством управления ядерного оружия МО (DNA). По первому контракту создается рельсовая пушка использующая в качестве источника энергии вращавшиеся механизмы (шесть униполярных генераторов), а по второму - также рельсовая пушка, приводимая в действие 32-МДж батареей конденсаторов.

Более современной из них, как заявляют, должна быть пушка университета Техаса с 10-м стволом 90-мм калибра, которая помещена в 46-м шахту в земле в Остине, шт. Техас. В снарядах, которыми из нее стреляют, используется твердая арматура.

Как было объявлено университетом Техаса в июне 1989 г ., к этому времени из пушки произведено около десяти выстрелов. Максимальная дульная энергия, достигнутая к этому времени, составляет 6,7 МДж при стрельбе типичным 2-кг снарядом со скоростями порядка 2000 м/с.

 

Рис. 3. Схема пушки одиночного выстрела университета Техаса (этап 1/задача В), установленной в шахте глубиной 46 м в Остине. Характерным для этой приводимой в действие униполярным генератором рельсовой пуш-ки одиночного выстрела является рабочий ток 4 МА, дульная энергия 9 МДж, диапазон скоростей 2,5-4 км/с при массах сна¬ряда 1- 3 кг и рабочее давление 73 (503 МПа): 1 - яма диаметром 4,6 м и глубиной 46 м ; 2 - 60-МДж униполярный генератор; 3 - индуктор накопления энергии; 4 - 90-4ям электромагнитная пушка длиной 10 м ; 5 - рабочий ствол; 6 - высокоскоростная диагностика; 7 - цель; 8 - подъемник; 9 - механизм хонингования


 

Центр ARDEC определяет цель пушек одиночного выстрела как "разработку технологии снаряда со сверхвысокой начальной скоростью в процессе приобретения опыта о рельсовыми пушками до 9-МДж уровня". Представители редакции журнала idR осмотрели одну из них в поисках дополнительных подробностей. Максвелловская пушка одиночного выстрела, размещена на испытательном полигоне Грин Фарм по соседству с авиационной базой ВМС Мирамар в шт. Калифорния, где она начала действовать в ноябре 1987 г . Сама пушка, просто сконструированный крепящийся на болтах ствол длиной 8 м , имеет массу 18000 кг и 90-мм круглый канал ствола. Связанный с ним 32-МДж конденсатор состоит из 640 контейнеров размером 3 куб. фута ( 0,085 м3 ), размещенных в восьми батареях. К моменту осмотра редакцией журнала IDR в июне 1989 г . было произведено около 60 выстрелов. Лабораторному комплексу "Максвелл" удалось разогнать снаряд плазменной арматуры массой 1,1 кг до скорости 3500 км/с, сообщив ему дульную энергию 7 МДж. "Мы еще не использовали полную энергию батареи конденсаторов, мы ожидаем достижения такой же или даже на десять процентов большей дульной энергии чем у 120-мм гладкоствольной пушки", - заявил Колб.

 

Испытание стрельбой в Грин Фарм максвелловской 9-МДж рельсовой пушки одиночного выстрела (этап 1/задача В). На заднем плане видны две батареи 32-МДж конденсатора

Рис. 4. Испытание стрельбой в Грин Фарм максвелловской 9-МДж рельсовой пушки одиночного выстрела (этап 1/задача В). На заднем плане видны две батареи 32-МДж конденсатора

 

Он отмечает два назначения максвелловской пушки одиночного выстрела: первое - как средства испытания различных материалов для рельсов или изоляционных материалов и понимания процесса передачи энергии от конденсаторов к казенной части ствола и второе - как экспериментального устройства для проверки внутренней баллистики и "ответа на вопросы о поражающем действии снаряда в зависимости от его скорости". В настоящее время макевелловская горизонтальная испытательная установка обеспечивает максимальную дальность полета снаряда порядка 30 м , что не достаточно для надлежащего исследования внешней баллистики (Есть намерение увеличить дальность на несколько сотен метров). В передаче энергии от батареи конденсаторов к заряду система показала 30% эффективность (КПД) по сравнению предвычисленным значением 28% и реальным максимумом 50%. Хотя для перезарядки конденсаторов требуется примерно одна минута, перезарядка и регулировка ускорителя занимает несколько больше времени, поэтому практически возможно производить лишь несколько выстрелов в день.

 

Типы снарядов для электрических пушек

Рис. 5. Типы снарядов для электрических пушек, предлагаемые фирмой "Форд аэроспейс": неуправляемого снаряда с сегментным стержневым сердечником кинетического действия (вверху) и телеуправляемого снаряда. Первый массой 1,66 кг с 1,2-кг ведущим устройством и поддоном, прогнозируемая начальная скорость 2,5 км/с. Второй массой 3,8 кг с 1,0-кг арматурой и поддоном; проектируемая начальная скорость его 2,8 км/с.


 

Полезность использования неуправляемых снарядов еще следует доказать, но возможный эффект, вызываемый выстреливанием обычных материалов с высокими скоростями в атмосферу, может сделать точность проблематичной

Выстреливаемые снаряды имеют проверочные стержни и сердечники. Последние разработаны фирмами "Форд аэроспейс" и "Каман". По мнению. Колба, база данных о движении массы на высокой скорости еще очень мала и следует проделать большую работу по оптимизации форм и размеров. Ускорения 100000 g поднимают "интересные" проблемы материалов с учетом поражающего действия и точности". Нагрев при трении во время полета может вызвать неравномерное выгорание сердечника, что потенциально лишает неуправляемый снаряд точности.

 

Электротермические пушки

Компоновка максвелловских батарей конденсаторов позволяет переключать сравнительно легко выходную мощность между различными типами пушки или ускорителя. Полигон Грин Фарм был выбран поэтому также для проведения в апреле 1989 г . испытаний 120-мм электротермической-химической испытательной установки, изготовленной фирмой "Дженерал дайнэмикс" как часть самостоятельной научно-исследовательской программы. Фирма присвоила ей обозначение ЕТХ. О ее характеристиках мало сообщалось, но она, кажется, вставила армию США остановиться и подумать.

25-мм неуправляемый снаряд для электрической пушки

Рис. 6. По контракту с центром RADRE фирма "Хантинг энд-жиниринг" недавно изготовила экспериментальный 25-мм неуправляемый снаряд для электрической пушки, поддерживаемый пластмассовым поддоном квадратного профиля. Его форма оптимизирована для высокоскоростного полета в атмосфере. Характеристики по пробиваемости улучшенной брони у таких снарядов будут повышены "на несколько десятков процентов", как сообщает Колкерт из TNO, за счет применения различных конструкций сердечников, использующих преимущества сверхскоростного удара (2,5 км/с)


 

Центр ARDЕc решил ранее, что приобретет источник питания для испытания электротермической лабораторной пушки с характеристиками, превышающими характеристики рельсовых пушек задачи В со скоростями до 2000 м/с. Поэтому в декабре 1968г. центр ARDЕС заключил контракт на сумму 2,9 млн. долларов с фирмой FMC на поставку подходящей 120-мм испытательной установки и другой контракт с комплексом "Максвелл" на 65-МДж конденсаторный источник питания. Этот 9-18 МДж ускоритель, в котором использована технология CAP электротермического-химического типа фирмы Fмс и который основан на статически неопределимом стволе ХМ-25, соединенном с орудийной установкой М-174, должен быть установлен в сооружении 717 в 1990 г . В настоящее время побуждаемый последними исследованиями электрических пушек, проведенными Хардисоном из управления DARPA, и умелой информацией фирмы "Дженерал дайнэмикс", направленной армии CША и Конгрессу. Конгресс, кажется, выделил дополнительно 15 млн. долларов на проведение новых и более обширных исследований электротермических пушек. Оно должно включать конкурсный решающий показ электротермической-химической модификации находящейся в эксплуатации 120-мм гладкоствольной пушки М-256. По этой программе армия США финансирует проведение фирмами "Дженерал дайнэмикс" и FMC ряда выстрелов на полигоне Грин Фарм.

Тем временем рассматриваются подробная конструкция и изготовление пушек многократной стрельбы на подвижной опоре, входят в задачу С. Это будут опять ускорители с 9-МДж дульной энергией, с начальными скоростями в диапазоне 2500-4000 м/с. Они смогут производить один выстрел каждые 20 с в течение 3 минут. Фирма "Каман" является подрядчиком по варианту пушки катушечного типа, который, будет иметь в качестве источника питания импульсный генератор переменного тока, тогда как университет Техаса должен поставить вариант рельсовой пушки с конденсатором в качестве источника энергии. Недавно задача С была расширена для включения электротермической-химической пушки на подвижной опоре и подрядчиком еще, раз стала фирма FMC. В настоящее время тщательно рассматривается выбор подходящих возможностей расширенного полигона в США для будущих испытаний орудий, предусмотренных задачей С, и их преемников с более высокими характеристиками.

Имеется еще одна рельсовая пушка, разрабатываемая в настоя­щее время по контракту, для установки в сооружении 717. Это 15-МДж ускоритель, создаваемый фирмой "Спарта". Он предназна­чен для значительного улучшения материала ствола рельсовой пушки получения информации о снижении массы. Подобно электротермической-химической лабораторной пушке фирмы FMC он будет вводиться в действие 65-МДж батареей конденсаторов, поставлен­ной центру ARDEc комплексом "Максвелл".

 

Изображение 15-МДж рельсовой пушки

Рис. 7. Изображение 15-МДж рельсовой пушки, создаваемой для центра ARDEC для исследования материалов для ствола


 

Требования этапа 2 к электромагнитным пушкам, вероятно, будут определены заново. Первоначальные предложения по конструкции ускорителя ожидались не ранее конца 1989 г . Вероятно, что они не будут больше подвижными и будут более мощными (18-20 МДж) чем первоначально предлагаемые. Оценки подвижности систем электрических пушек будут отложены до более поздних ATTD (демонстрационный макет перехода к перспективной технологии), которые должны быть созданы для поддержки специальных проектов будущего танка и. артиллерийской гаубицы. Что касается технологии электротермической-химической пушки, то, возможно, могло бы последовать значительно ускоренное продвижение к этапу Аттd, если бы испытания на быстрое реагирование на полигоне Грин Фарм должны полностью соответствовать экспериментальным задачам.

Разработки в других странах

За пределами США работа по электрическим пушкам продолжается в несколько меньшем масштабе. Однако, между США и нескольким европейскими странами установлены двухсторонние правительственные и промышленные связи и первоначальные шаги по паневропейсксой научно-исследовательской программе по электрическим пушкам были сделаны при содействии группы независимой европейской программы (IEPG). В июне 1989 г . члены этой группы согласились вложить 135,5 млн. долларов в EUCLID (европейскую совместную долгосрочную инициативу по обороне), одной из областей исследования которой является технология электрической пушки, а на пост первого председателя соответствующего комитета назначен ученый научно-исследовательского центра разработки бронетанкового вооружения (RADRE).

В Великобритании центр RARDE поддерживает с начала 80-х годов маломасштабную исследовательскую программу по электрическим пушкам. В настоящее время к его устройствам в Форт-Халстеде относится 6,7-МДж рельсовая пушка, приводимая в действие униполярным генератором, с помощью которого производилась стрельба 25-мм снарядами плазменной арматуры массой "несколько грамм" при скорости 4200 м/с. Это устройство значительно длиннее ( 91 м ) и, как сообщают, имеет меньшее время на подготовку к следующему выстрелу (20 мин) чем сравнимые устройства США. Центр RARDE заявляет также, что он опередил другие давления в моделировании с помощью ЭВМ взаимодействия снарядов и ускорителей, что имеет важное значение для безопасности и производительности, особенно в электромагнитных боевых средствах.

Работа будет значительно расширена в 1991-92 годах, когда планируется открыть новый усовершенствованный полигон для испытания электромагнитных пушек в Керкубри в Шотландии. На нем можно будет производить выстрелы на дальности, превышающие 2 км . Конкурсные исследования конструкций были предоставлены фирмам "Браун энд Рут", "Виккерс" и "Роллс-Ройс". Создание полигона, который будет отдан на попечение международной организации, должно оплачиваться Великобританией, а его оснащение, предполагается, будет частично оплачено США, с которыми Великобритания вступила в соглашение по участию в создании испытательного полигона. Известно, что комплекс "Максвелл" предложил поставить для Керкубри 40-МДж батарею конденсаторов. Ожидалось, что конца 1989 г . будет сделан выбор между этим источником питание униполярным генератором.


Деятельность Франции в области электрических пушек охватывает работу по технологической базе как электромагнитных, так электротермических орудий. Связи с Западной Германией с трудом осуществляются через Франко-западногерманский институт st-Louis (ISL). По контракту с управлением научных исследований в области вооружения (DRET) институт st-Louis работает совместно с организацией СЕА (комиссариатом по атомной энергии) над небольшими рельсовыми пушками и электротермическими ускори­ли. Управление DRET заключило также контракт с ведущей фирмой электропромышленности (CGЕ) на поставку в 1990 г . установки пушки катушечного типа. Электротермический ускоритель рассматривается как самый перспективный. Современное оборудование обеспечивает дульную энергию лишь в несколько сотен кДж, но она должна быть увеличена до "нескольких" МДж в системе 2-го этапа, которая, планируется, появится в 1992-93г. Между тем, фирмы CGE и CNES исследуют источники питания, включая униполярные генераторы, эти же две фирмы и фирма "Матра" работают над переключателями (включя пиротехнические типы), а комиссариат по атомной энергии рассматривает соответствующие разработки материалов.

Военная научно-исследовательская организация BWB западногерманского правительства заключила контракт с фирмой "Рейнметалл" (с фирмами "Диль" и МВВ в качестве субподрядчиков) на сооружение электротермического испытательного полигона в Унтерлусс. Оборудование полигона, который начал действовать в мае-июне 1959 г ., как известно, включает 6-МДж батарею конденсаторов типа "Чекмат".

Мало сведений публиковалось о разработке электрических пушек в Израиле, но в 1986 г . сообщалось, что США заключили соглашение относительно израильских исследований в электротермической области. В Нидерландах существует то, что, утверждают, являются первой и до сих пор единственной многовыстрельной электромагнитной пусковой установкой в Европе. Голландские ученые начали в конце 1970-х годов проводить исследования по собственной инициативе в электромагнитной области, а в 1982 г . получили официальную поддержку. В 1987 г . была открыта новая лаборатория импульсной физики в Делфте под руководством У.Колкерта, она является частью организации TNO-PML. В июне 1988 г . была установлена 6,7-МДж рельсовая пушка, основанная, полагали, главным образом на оборудовании, поставленном из США фирмой PKD. Она состоит из компактного униполярного генератора и коаксиального индуктора в качестве источника энергии, ключа повторного размыкания первого поколения фирмы "Барбер" и нескольких ускорителей длиной до 5 м . Полет снаряда осуществляется на оснащенном измерительной аппаратурой закрытом полигоне, максимальная длина которого 20 м .

 

6,7-МДж пусковая установка

Рис. 8. 6,7-МДж пусковая установка в лаборатории импульсной физики TNO-PML является единственной многовыстрельной электромагнитной пушкой, действующей в настоящее время в Европе

Многомегаваттный с уровнем тока 200 кА импульсный источник энергии, состоящий из быстро разряжаемой биполярной батареи и импульсного трансформатора, также разрабатывается в лаборатории импульсной физики TNO-PML

Рис. 9. Многомегаваттный с уровнем тока 200 кА импульсный источник энергии, состоящий из быстро разряжаемой биполярной батареи и импульсного трансформатора, также разрабатывается в лаборатории импульсной физики TNO-PML

 

В августе 1988 г . голландская группа добилась успеха в стрельбе пятиснарядной очередью при частоте 10 Гц. Экспериментирование с тех пор заключалось в стрельбе двухснарядными очередями из ускорителя с квадратным каналом ствола ( 3 м , 15 мм ), который использовался также для стрельбы прочными алюминиевыми арматурами, а новая конструкция медной щеточной арматуры испытывалась с ускорителем длиной в 1 м . Эксперименты по запуску с эффективностью до 40 процентов и скоростями до 2200 м/с осуществлялись при средних (250 кА) уровнях тока. В Делфте ведется также работа по новому, разработанному в лаборатории импульсному источнику энергии, состоящему из 200-кдж быстро разряжаемой биполярной батареи и комбинированного индуктора/импульсного трансформатора, предназначенного для 625-кА импульсов продолжительностью несколько миллисекунд.

 

RUPERT PENGELLEY

A NEW ERA IN TANK MAIN ARMAMENT THE OPTIONS MULTIPLY

INTERNATIONAL DEFENSE REVIEW, 1989, No 11

 

 

 

 





 



ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ