Сведения о тенденции развития артиллерийских комплексов

 

Прежде чем перейти к рассматриванию кратких сведений из теории стрельбы и анализу внешних моделей функционирования ствольных комплексов, целесообразно сразу же после изложения материала о боевых свойствах и основных характеристиках артиллерийских орудий привести сведения о тенденциях развития артсистем, проанализировать темпы роста их технических и экономических характеристик.

Анализ статистического материала показывает, что эволюция совершенства характеристик технических систем подчиняется общим закономерностям и описывается логистической кривой следующего вида (S-образная кривая на рис. 3.3).

На рис. 3.3: I — этап освоения законов и принципов работы элементов проектирования и изготовления; II — этап наиболее полного знания и эффективного использования законов и принципов работы элементов проектирования и изготовления технических систем, характеризующийся интенсивным ростом технических характеристик систем (х); III — период, когда и законы, и принципы, на которых было основано создание комплекса, морально устаревают, рост технических характеристик системы замедляется и может достигнуть предела.

Скорость изменения технических характеристик показана на рис. 3.4. Из рис. 3.4 видно, что III этап характеризуется исчерпыванием ресурсов технических решений, закладываемых в проект, и что дальнейшее совершенствование должно осуществляться качественно новыми методами, например, переход от жесткой (без ПОУ) системы орудия на сбалансированную с ПОУ или безоткатные орудия.

Анализ фактических данных показывает, что в настоящее время наблюдается превышение скорости роста стоимости арторудия над скоростью роста их технических параметров. Из анализа изменения стоимости артсистем в зависимости от изменения их технических характеристик (рис. 3.5) на современном этапе имеет место следующий закон:

 

,

 

что соответствует II участку кривой

,

т. е. артвооружение находится на пути дальнейшего совершенствования и имеются реальные пути повышения ТТХ.

Однако рост ТТХ сопряжен с увеличением стоимости, причем темпы роста стоимости превосходят темпы роста характеристик. Эта диспропорция является одним из главных аргументов для разработки каких-либо методов при принятии наиболее рационального технического решения, исходя из ограниченности экономического потенциала.

В настоящее время, учитывая тенденции развития объектов поражения, выдвигаются повышенные требования к совершенствованию ТТХ артиллерии:

—повышение скорострельности и режима ведения огня;

—увеличение максимальной дальности стрельбы;

—повышение точности стрельбы;

‑‑ повышение маневренности и мобильности;

—повышение могущества поражающего действия боеприпасов у цели.

Современное состояние науки и техники, а также имеющийся задел в КБ и НИИ позволяет сделать вывод о имеющихся резервах по повышению огневой мощи артвооружения. Развитие артвооружения на современном этапе невозможно без внедрения новейших достижений из различных областей науки и техники, приборостроения, металлургии, оптики и т.д. Однако использование новых материалов и приборов требует усложнения технологии производства и применения нового инструмента и станочного парка.

Все это в конечном итоге приводит к удорожанию арторудия, причем, темпы роста затрат на разработку и производство преобладают над темпами роста ТТХ. Поэтому, естественно, при разработке нового образца или модернизации существующих возникает вопрос: каковы же должны быть темпы роста ТТХ арторудия и каковы границы, которые позволили бы, с одной стороны, удовлетворять оперативно-тактическим требованиям, а с другой — быть экономически оправданными, технически реализуемыми.

Рассмотрим возможности повышения основных ТТХ артиллерийских орудий на примере полевой артиллерии.

Актуальная задача — увеличение скорострельности арткомплексов с повышением маневренности, защищенности и скорострельности целей (танк, САУ, ВНП и т. п.).

Чтобы определиться с основными направлениями работ по увеличению скорострельности артсистем, полезно рассмотреть пооперационно процесс подготовки системы к стрельбе. Например, операции подготовки для полевой артсистемы.

Подготовка орудия: наводка орудия, заряжание орудия, открывание затвора, ориентирование орудия в основном направлении стрельбы, развертывание орудия на огневой позиции (ОП) — перевод из походного положения в боевое, устранение мертвых ходов механизмов (наводки и прицелов), осмотр материальной части.

Подготовка боеприпаса (БП): подача к орудию (на линию досылки), ввод исходных данных в снаряд, подбор заряда, снятие блокировок со снаряда, вскрытие укупорки и выкладка БП на ОП, осмотр и проверка, подготовка устройств подачи и заряжания.

Увеличение боевой скорострельности системы возможно за счет сокращения времени её подготовки к выстрелу и ускорения самого процесса выстрела. Возможные направления:

—увеличение технической скорострельности орудия за счёт механизации и автоматизации агрегатов орудия;

‑‑повышение допустимых режимов огня за счет совершенствования конструкции ствола, ПОУ и системы охлаждения

—уменьшение времени подготовки БП к стрельбе;

—совершенствование прицельных приспособлении, систем наблюдения, связи;

‑‑уменьшение затрат времени в процессе взаимодействия человека с техникой.

Решать задачу необходимо в комплексе.

Подача к орудию, установка взрывателя — наиболее сдерживающие операции. При ведении огня с максимальной скорострельностью (полностью подготовленный выстрел) — время заряжания составляет 60% от общего времени цикла.

При ведении беглого огня на различных установках прицела и угломера практическую скорострельность ограничивает время работы наводчика, связанное с восстановлением наводки и переносов огня. Фактические данные показывают, что работы заряжающего и снарядного при существующей скорострельности относятся к категориям тяжелой (очень тяжёлой) работы, а при увеличении скорострельности в 1,5 раза выходят за пределы очень тяжелых работ. Поэтому необходимо автоматизировать процесс подготовки и производства выстрела.

Из опыта полигонных испытаний критическая температура ствола — 350—400°С, а ПОУ — 100—110° С. Режим огня штатного буксируемого орудия может быть повышен на 10‑50% в зависимости от типа орудия без проведения дополнительных мероприятий по охлаждению стволов и жидкости в ПОУ (рис 3.6). Штатные образцы имеют возможность повышать скорострельность в первые 10—15 мин стрельбы до 1,5‑2,0 раза.

Операция откат — накат при повышении скорострельности не является доминирующей, пока не будет достигнута высокая автоматизация производства выстрела. Об этом свидетельствуют данные табл. 3.1.

Таблица 3.1

Система	Откат, с	Накат, с		Предельная допустимая скорострельность, в/мин
Д-30	0,2	1	1,2	50
Д-20	0,2	1	1,2	50
М-46	0,3	2	2,3	26

Примечание. Приведены предельные скорострельности, лимитируемые временем отката — наката.

 

Уровень скорострельности для перспективных артиллерийских систем может быть оценен с помощью метода ТТЭО при сопоставлении образцов современной артиллерии, например, из анализа потерь двухбатарейного состава артиллерийских группировок при увеличении скорострельности одной из них. На рис. 3.7 представлены результаты расчетов определения математического ожидания потерь противоборствующих сторон (САО—2СЗ и Ml09) при повышении скорострельности САО (штатные скорострельности этих систем — 3 в/мии).

Из приведенных данных видно, что достижение уровня потерь, соответствующего поражению батарей противника при существующей скорострельности (3 в/мин), требует ведения огня в течение 35 мин, что явно недопустимо.

Таким образом, чтобы обеспечить требования к перспективным артсистемам, необходимо скорострельность и режим огня увеличить в 2—4 раза. Требуемые значения скорострельности приведены в табл. 3.2.

Повышение скорострельности до рекомендуемых пределов не должно ухудшать остальные ТТХ системы.

Необходимость увеличения максимальной дальности стрельбы наглядно иллюстрируется зависимостью коэффициента активного использования артиллерии  от Х_т. В табл. 3.3 даны значения  ряда артиллерийских установок. На рис. 3.8 показана зависимость значения коэффициента   для тех же артиллерийских систем от Х_т.

Рис. 3.7. Результаты расчета потерь противоборствующих сторон:

1 — уровень потерь, необходимый для подавления батареи противника;

2— при  = 18 в/мин САО;

3 — при  = 9 в/мин САО;

4 — при  = 6 в/мин САО;

5, 6 — потери сторон при штатных

скорострельностях САО и Ml09;

7 — при  = 6 в/мин САО;

8 — при  = 9 в/мин САО;

9 — при  = 18 в/мин САО;

_______ потери Ml09;

‑ ‑ ‑ ‑ потери САО

 

Вид артиллерии	Скорострельность в первые 2-3 мин ведения огня в/мин
Батальонная и полковая	10
Дивизионная и армейская	8
Большой мощности	2

 

Таблица 3.2

Таблица 3.3

Система	120-мм миномёт ПМ-38	122-мм гаубица М-30	122-мм гаубица Д-30	130-мм пушка М-46	152-мм Г-пушка Д-20	122-мм САО ГС1	122-мм САО ГС3
	0,466	0,549	0,611	0,469	0,457	0,483	0,640

Повышение максимальной дальности остается и на сегодня одним из основных направлений совершенствования боевых характеристик орудий полевой артиллерии.

Повышение Х_т возможно за счет создания активно-реактивных снарядов (мин), повышающих баллистические характеристики орудий, улучшения аэродинамических характеристик снаряда и т. д.

Требуемые значения максимальной дальности стрельбы перспективных артсистем приведены в табл. 3.4.

 

			Т а б л и ц а 3.4
Характер цели		Вид артиллерии
	Батальонная	Полковая	Дивизионная	Армейская
Максимальное удаление основных целей от линии соприкосновения, км	3‑‑5	8—10	12‑‑15	20‑‑25
Среднее удаление своих огневых позиций от линии соприкосновения, км	2	4	5	7
Необходимая максимальная дальность стрельбы, км	7-9	16-18	22-25	35-15

 

Анализ эффективности борьбы с бронированными подвижными целями (САУ, ПУ, танки, БТР и др.) с точки зрения современных требований ведения огня по ним, показывает, что одним из основных направлений совершенствования артвооружения является повышение точности стрельбы.

В табл. 3.5 приведены данные, характеризующие ошибки полной подготовки для существующего и ожидаемого в будущем приборного оснащения

Таблица 3.5

Тип системы	Приборное оснащение
	ожидаемое в будущем	существующее
Д-20   Д-30   М-46	ЕХпп = 0,79% X EZnn = 0,34% X ЕХпп = 0,78% X EZпп = 0,40% X ЕХпп = 0,65% X EZпп = 0,35% X	0,920% X 0,39% X 0,95% X 0,45% X 0,75% X 0,40% X

 

Точность ожидаемых в будущем систем по дальности выше на 20%, по направлению — на 15%. Такое повышение хотя и существенно, но не в полной мере удовлетворяет современным требованиям поражения целей, особенно в отношении маневренных целей. Некоторое представление о соотношении характеристик точности стрельбы и расхода боеприпаса дают результаты расчетов, представленные в табл. 3.6. В данной таблице приведены данные для стрельбы 152-мм штатным снарядом ОФ540. Значения зон поражения (м²) для данного снаряда по различным целям показаны в табл. 3.7.

 

Таблица 3.6

Среднеквадратическое отклонение , м	Одиночный танк «Леопард»		Одиночный ОАО M109AI		ПУ «Лакс»
	P ПОР	расход снарядов при P ПОР=0,8	P ПОР	расход снарядов при P ПОР=0,8	P ПОР	расход снарядов при P ПОР=0,8
1	0,81	1	0,99	1	0,99	1
2	0,70	2	0,77	1	0,99	1
3	0,43	3	0,50	3	0,96	1
4	0,78	5	0,33	4	0,88	1
6	0,14	11	0,16	9	0,70	2
10	0,052	30	0,062	27	0,55	3
16	0,021	76	0,025	64	0,22	7
20	0,013	124	0,016	100	0,15	10
30	0,006	260	0,007	229	0,074	22
60	0,001	1600	0,002	894	0,018	90
80	0,0008	5192	0,001	1600	0,011	146

 

Таблица 3.7

Танк «Леопард»	САО M109А1	ПУ «Лакс»	Живая сила в укрытиях
41	48	550	70

 

В табл. 3.6 P _ПОР— вероятность поражения цели одним выстрелом. Расход снарядов, необходимый для достижения вероятности поражения одиночной цели — 0,8, что соответствует ее поражению в зависимости от точности стрельбы на дальность 10 км.

Для поражения соответствующих целей при стрельбе одной шестиорудийной батареей потребовалось бы время, указанное в табл. 3.8.

 

Таблица 3.8

Вид стрельбы	, м	Время на поражение цели, мин
		«Леопард»	M109A1		ПУ «Лакс»
Стрельба снарядом с повышенной точностью (при скорострельности 1 в/м)	1 2 3 4 6 10	1 1 1 1 2 5		1 1 1 1 1,5 4‑5		1 1 1 1 1 1
Стрельба штатным снарядом после пристрелки (скорострельность 4 в/мин)	20	7-8		6-7		2-3

 

Анализ требований к поражению маневренных целей показывает, что необходим поиск путей создания снарядов, обеспечивающих высокую точность стрельбы. При этом один из путей — создание управляемых артснарядов.

Точность является определяющей характеристикой не только орудия, но и системы управления, поэтому перспективная система управления огнем должна обеспечивать уменьшение ошибок полной подготовки на 20—30% и достигнуть уровня 0,7—0,8% X по дальности и 0,6—0,4% X по направлению.

Изменение затрат на производство артсистем, происшедшее за последние десятилетия, частично иллюстрируется данными, приведенными в табл. 3.9.

Таблица 3.9

Страна	Артиллерия второй мировой войны		Современная артиллерия
	Образец	Стоимость	Образец	Стоимость
CССР     СССР США	ЗИС-2 противотанковая пушка М-30 гаубица 106,5-мм миномет	3 750 руб.     5 215 руб. 834 лол.	Т-12 противотанковая пушка Д-30 106,5- мм	14 527 руб.     13 900 руб. 5 212 дол.

 

Естественно, что изучение тенденций и темпов развития ТТХ артсистем имеет большое значение, поскольку без таких знаний нельзя научно прогнозировать достижимые значения ТТХ и правильно разрешать противоречие между требуемыми достйжимыми ТТХ с точки зрения уровня развития техники и г учетом затрат.