ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ УСТРОЙСТВ ДУБЛИРОВАНИЯ СТРЕЛЬБЫ ИЗ ТАНКОВОЙ ПУШКИ

Канд. техн, наук Н. Н. Щукин

Вестник бронетанковой техники. 1979 г. № 3

В последние годы значительно повысилась огне­вая мощь танков в основном за счет применения новых типов снарядов, скорострельных пушек, со­вершенствования средств управления огнем. Но од­новременно с этим возросла эффективность проти­вотанковых средств [1].

Происходящие изменения требуют пересмотра и дальнейшего совершенствования систем управления и вооружения разрабатываемых и существующих танков.

Одним из таких путей совершенствования управ­ления огнем танков является дублирование стрель­бы командиром из пушки и спаренного с ней пуле­мета.

Не менее остро стоит вопрос и об устройствах точного указания командиром цели наводчику.

В некоторых танках командир не имеет возмож­ности дублировать стрельбу наводчика из пушки и спаренного пулемета, а целеуказание производится только в горизонтальной плоскости (по азимуту) со сравнительно грубой (от 20—30 до 100 тыс.) точ­ностью.

Как показали экспериментальные исследования, в подобных танках до 90% целеуказаний отдается через ТПУ. При оборудовании же их даже просты­ми макетными системами уточненного целеуказания по азимуту и углу места, т. е. по горизонтальному (ГН) и вертикальному (ВН) наведению, время на производство выстрела из пушки с ходу сущест­венно сокращается, особенно при использовании дублированного управления, когда часть первых выстрелов осуществляется самим командиром [2, 3].

При оборудовании танка устройствами целеука­зания по вертикальному наведению с точностью не ниже 4 тыс. и горизонтальному – 16 тыс. и систе­мами дублированного управления огнем с рабочего места командира существенно сокращается время производства выстрела из пушки наводчиком и одновременно повышается эффективность стрельбы и живучесть танка за счет ведения ее при выходе из строя основного прицела пушки и травмировании наводчика.

Применение устройств точного целеуказания и дублирования позволяет снизить общее время подготовки первого выстрела на 6-9 сек.

Рис. 1. Расположение призменного прибора и коллиматора в танке

Дублированное управление огнем из пушки на­чало применяться в танках более 20 лет назад. Системами дублированного управления огнем осна­щены зарубежные танки МК-IХ, МК-Х («Центу­рион»), М-48, М-60А, «Леопард», «Чифтен», АМХ-63 и др.

В зарубежных разработках как серийных, так и перспективных машин командирскому управлению огнем в настоящее время уделяется серьезное вни­мание.

Конструкции устройств дублирования танков разных стран существенно отличаются друг от друга даже по схемам. Каждая разработка имеет свои технические характеристики, достоинства и не­достатки.

Некоторые из конструкций подобных устройств были описаны в статье [4].

Автор данной статьи делает попытку изложить основные принципы построения подобных устройств, в первую очередь применительно к танкам, еще не оснащенным ими.

Целесообразно более подробно описать наибо­лее простые и мало известные структуры устройств командирского целеуказания и дублирования, в ко­торых приборы командира не имеют автономной стабилизации линии визирования. Точное целеука­зание и дублирование стрельбы производится командиром: с помощью однократного призменного прибора и коллиматора; слежением марки прибора командира за положением пушки по ВЫ с точным стопорением прибора на башню по ГН; от прибора дублера, головная часть которого электрической следящей системой или механически, самостоя­тельно или параллельно прицелу наводчика связана с пушкой с помощью специальных электромехани­ческих устройств.

В танках «Центурион» (Англия) целеуказание и дублирование осуществляются с помощью колли­матора и призменного прибора с расширенной зо­ной по ВН. Коллиматор устанавливается в башне и связывается с пушкой тягой через параллело- граммное устройство прицела. Широкоугольный призменный прибор однократного увеличения имеет полупрозрачную зону, в которую коллиматор мо­жет высвечивать марку.

Командир, поворачивая башенку, находит цель и нажатием кнопки целеуказания приводит башню в согласованное положение, осуществляя грубое целеуказание наводчику по ГН и одновременно «самоцелеуказание» в свой призменный прибор.

В этом примерно согласованном положении лам­почка коллиматора через нижнее полупрозрачное зеркало призменного прибора высвечивает марку, показывающую одновременно положение пушки по ВН и ГН.

Командир, воздействуя на электромашинный привод башни от своего пульта управления и на ручной привод пушки по ВН, совмещает цель с маркой, производя доводку, т. е. уточняет целеука­зание наводчику. При необходимости он имеет воз­можность в этом положении сам вести стрельбу из пушки.

Эта система в принципе может быть реализована даже в танках, имеющих законченную компоновку и ограниченные объемы боевого отделения. Для этого один из боковых призменных приборов дол­жен быть заменен прибором с полупрозрачной зо­ной и коллиматором. На рис. 1 показано возможное конструктивное решение.

Внешняя форма коллиматора, оптическая схема и вид световой марки танка «Центурион» показаны на рис. 2.

Конструкция коллиматора может быть самой разнообразной и определяется конкретными усло­виями (свободными объемами, расположением при­боров и т. п.).

При наличии зенитного вооружения целеуказа­ние и дублирование могут осуществляться анало­гично, с помощью коллиматора, высвечивающего марку в зенитный или совмещенный прибор-прицел командира.

При больших погрешностях механической пере­дачи угла поворота пушки к коллиматору или при невозможности размещения механических тяг мо­жет быть применена дистанционная электрическая следящая передача.

Подобная передача применена для прицела командира танка «Леопард» (ФРГ). Командир имеет восемь неподвижно установленных призмен­ных приборов кругового обзора (вращающейся ба­шенки нет) и панорамный прибор-прицел 6-20-кратного переменного увеличения, головка кото­рого может поворачиваться на 360°.

Дублирование огня в танке осуществляется по компенсационной схеме электрической дистанцион­ной передачи, обеспечивающей слежение марки прицела командира за положением пушки по ВН при сравнительно точном стопорении прибора на башню по ГН. В этом случае в прибор командира в вертикальной плоскости вводится индикатор по­ложения пушки.

Система позволяет командиру осуществлять точное указание цели наводчику или самому вести дублированную прицельную стрельбу из пушки и спаренного пулемета.

В компенсационной схеме происходит сравнение сигналов датчиков, расположенных на командной и принимающей осях, измеряющих соответственно угол относительного положения пушки и башни и угол отработки следящей системой принимающего прибора (например, угол отклонения зеркала при­бора-прицела командира).

Рис. 2. Коллиматор танка «Центурион»:

а — общий вид; б — оптическая схема; в — вид световой марки; 1 — цапфы; 2, 3 — регулировка зеркал по ВН и ГН; 4 — стопоры-фиксаторы; 5— коробка осветителя; 6— тяга параллело- граммпой передачи; 7 — кронштейн; 8 — объек­тив; 9— зеркало ВН; 10 — лампа; И — коллектив с сеткой (маркой); 12 — зеркало ГН; 13 — вид световой марки коллиматора, высвечиваемой в призменный прибор

Обычно используются индукционные датчики, но могут применяться и другие элементы.

Точность такой схемы определяется характерис­тиками, температурными нестабильностями кру­тизны, фазовыми искажениями датчиков и т. п.

Как показывает опыт работы аналогичной схе­мы, действующей в прицеле ТШС, ошибка дистан­ционной передачи в правильно спроектированной компенсационной следящей системе при движении танка по пересеченной местности может не превы­шать 1-2 тыс.

На этом принципе могут быть построены и более точные устройства, в которых угол относительного положения пушки и башни измеряется синусно-ко­синусным трансформатором (СКТ-датчиком), сое­диненным в каскадную схему с аналогичным СКТ- приемником. В этом случае температурные, фазо­вые и другие нестабильности почти не влияют на точность дистанционной передачи. Статическая точ­ность дистанционной передачи угла на СКТ в кас­кадной схеме может достигать дуговой минуты и даже меньше [5]. Одна из таких схем показана на рис. 3.

Рис. 3. Схема электрической дистанционной передачи на синусно-косинусных трансформаторах (СКТ):

1 — СКТ-датчик, измеряющий относительный угол пушки и башни; 2— принимающий СКТ, расположенный на оси объекта (принимающего прибора); 3 — принимающий прибор (зеркало прицела коман­дира, корпус коллиматора и т. п.); 4 — редуктор; 5 — тахогенератор на оси электродвигателя; 6 — ис­полнительный двухфазный электродвигатель; 7 — сигнал коррекции; 8 — электронный усилитель; 9 — компенсационный СКТ, расположенный на оси СКТ-датчика

При испытании безгироскопного прицела 1Г12, где была применена аналогичная, упрощенная по сравнению с представленной на рис. 3 каскадная схема, без компенсационного СКТ, была получена среднеамплитудная точность 0,2—0,4 тыс при дви­жении танка по стандартной трассе со скоростью 15-25 км/час.

В ряде зарубежных танков осуществлена кине­матическая связь пушки с прицелом наводчика и прибором-прицелом командира. Так, в танках М-48 и М-60 (США) имеется механическая связь голов­ных зеркал прицела наводчика и прицела-дально­мера командира, благодаря чему они всегда направлены на одну и ту же удаленную цель. Командир, воздействуя на приводы наведения, подводит марку к цели, автоматически совмещая с целью и визир­ную линию прицела наводчика, обеспечивая тем самым точное целеуказание.

Возможность дублированного ведения команди­ром прицельного огня из пушки обеспечивается ав­томатически [4].

Точное целеуказание и дублирование возможны и от специального прицела-дублера, головная часть которого дистанционной следящей системой (элек­трической или механической) связана с пушкой и установлена в башне, а окулярная часть может на­ходиться в башне или башенке. В последнем случае прибор-дублер выполняется из двух раздельных частей, которые по завершении грубого целеуказа­ния по ГН совмещаются путем стопорения башенки на башню. Передача изображения от подвижного (по ВН) объектива к неподвижному окуляру осу­ществляется с использованием призмы Дове, Пе- хана, оптического шарнира и т. п.

Целеуказание должно вызвать «попадание» изо­бражения цели в поле зрения прицела-дублера для обеспечения командиру «самоцелеуказания». После этого, воздействуя на приводы по ВН и ГН, коман­дир осуществляет точную доводку пушки в напра­влении на цель и при необходимости может вести огонь из пушки или спаренного пулемета.

Для облегчения «попадания» цели в ограничен­ное поле зрения прибора может быть использовано специальное электромеханическое устройство целе­указания, выполненное в виде комплекса приборов, вводимых в общую схему системы приводов пушки. Для целеуказания используется измеритель рассо­гласования башенки и башни (индукционный дат­чик, СКТ, сельсин, потенциометр, специальное кон­тактное устройство и т. п.), обеспечивающий нуж­ную точность и снижение скорости отработки при­вода при подходе башни к согласованному поло­жению.

Как показали исследования, подобные устрой­ства позволяют получить сравнительно высокую точность целеуказания по ГН (4-8 тыс). Их воз­можно использовать и автономно [6].

Выбор того или иного устройства целеуказания и дублирования определяется конкретными усло­виями с учетом достоинств и недостатков.

Основные достоинства коллимационных уст­ройств: простота реализации, даже на машинах существующего парка; одновременное использова­ние для «самоцелеуказания» сравнительно грубого целеуказания (по ГН), точность которого опреде­ляется шириной полупрозрачной зоны призменного прибора; возможность уточнить указание цели на­водчику доводкой пушки от ее приводов к направ­лению на цель; применения обычных методов сто­порения башенки на башню; широкое поле зрения, дающее хорошую обзорность и ориентировку на местности.

Основные недостатки этих устройств: наличие коллиматора и его связей с пушкой; трудная разли­чимость при яркой освещенности местности обычной индикаторной марки коллиматора и необходимость форсирования освещенности лампочки или приме­нения цветовой марки; трудность распознавания в однократный призменный прибор целей, удален­ных на расстояние более 1000-1500 м (влияние контрастности и освещенности цели, запыленности прибора и т. п.). При дальностях до 1000—1500 м командир, при необходимости, может осуществить выстрел, чем существенно сократит время на пора­жение.

Если, в соответствии с данными НАТО, пред­положить, что более половины танковых боев на Европейском театре военных действий будет проте­кать на дистанции до 1000 м [7], то такое устрой­ство существенно повысит боевую эффективность танка.

Кроме механических, могут применяться элек­трические дистанционные следящие передачи, об­ладающие следующими преимуществами: высокой статической точностью дистанционной передачи угла, особенно в каскадных схемах; отсутствием механических тяг и параллелограммных связей от пушки к приборам командира; малогабаритностью датчика и приемника, позволяющей применить удобную компоновку.

Основные недостатки их: многоприборность, определяемая необходимостью иметь датчик, при­нимающий измеритель рассогласования; усилитель; двигатель-генератор; редуктор; корректирующие и стабилизирующие устройства; люфт, полностью входящий в ошибку (при расположении принимаю­щего измерителя рассогласования во вращающейся башенке).

Точное стопорение прибора командира на баш­ню по ГН в сочетании с электрической дистанцион­ной передачей по ВН имеет, кроме отмеченных выше, следующие преимущества: позволяет приме­нить панорамический прибор командира кругового обзора с многократным увеличением, что повышает дальность распознавания, количество обнаруженных целей и вероятность попадания; использовать эле­менты прибора командира для целей автономной стабилизации по ВН его линии визирования.

Основными недостатками такого устройства яв­ляются следующие: сложность схемы и относитель­ная многочисленность элементов, вызванная приме­нением электропривода; необходимость точного сто­порения прибора командира на башню по ГН, тре­бующая специальной отработки стопорящего уст­ройства и тщательной проверки его работоспособ­ности.

Прибор-дублер, головная часть которого свя­зана с пушкой, позволяет, даже при обычном сто­порении башенки на башню, применить многократ­ное увеличение, что повышает дальность распозна­вания целей; дает возможность использовать систе­му стабилизации пушки по ВН и ГН для наблюде­ния за целями и прицельной стрельбы по ним при движении танка по пересеченной местности.

Недостатки прицела-дублера:

1. Ограниченность диаметра выходного зрачка (5-6 мм) при движении танка резко снижает эф­фективность такого прибора при его нераздельном исполнении.

2. В силу недостаточного поля зрения прибора при обычном грубом целеуказании одновременного автоматического «самоцелеуказания» может не по­лучиться, так как цель окажется за пределами на­блюдаемой зоны и потребуется дополнительное время на ее «отыскание».

3. Перенос наблюдения с одного прибора на другой, неизбежный в данном случае, связан с адаптацией глаза, что ведет к некоторой потере времени.

Общим недостатком призменного прибора, ди­станционной передачи по ВН с точным стопорением прибора по ГН и прибора-дублера является то, что в них целеуказание производится в два приема — командир должен увидеть цель после совмещения башни ее приводом с положением башенки (или прибора по ГН), а затем точно подвести пушку и визирную линию прицела наводчика по ГН и ВН в положение, соответствующее направлению цели, воздействуя на приводы пушки по ВН и ГН.

Этот недостаток отсутствует в устройствах с по­стоянной кинематической связью головных зеркал прицела наводчика и прибора-прицела командира и частично — при применении специальных электро­механических устройств целеуказания.

Применение постоянной кинематической связи головных зеркал прицелов наводчика и командира требует новой, сравнительно сложной компоновки боевого отделения танка, отказа от башенки коман­дира и в настоящее время представляется малоперспективным.

Специальные электромеханические устройства целеуказания, как показали проведенные исследо­вания [6], несколько усложняют общую электричес­кую схему приводов стабилизации пушки (особенно целеуказание в двух плоскостях). По сравнению с другими устройствами они имеют небольшую (хотя и достаточную) точность, требуют дополнительных специальных устройств.

В последних разработках получают применение панорамические прибор-прицелы командира с авто­номной стабилизацией поля зрения. Так, в танке МВТ-70 (США) установлен панорамический при­бор-прицел командира кругового обзора, имеющий автономную стабилизацию линии визирования и со­вершенное дублированное управление огнем с вво­дом поправок [7]. В этом случае [8] отпадает не­обходимость в командирской башенке, наилучшим образом решаются вопросы дистанционного управ­ления зенитным вооружением, а также ориентации командира на местности наблюдением по индика­торным маркам-указателям в приборе-прицеле командира за расположением корпуса и башни тан­ка относительно линии наблюдения. Хорошо ре­шаются задачи точного целеуказания и дублирован­ного ведения огня.

Реализация панорамического прибора коман­дира с автономной стабилизацией поля зрения пер­спективна, но для существующего парка танков маловероятна, так как требует коренного изменения компоновки и конструкции башни танка.

ЛИТЕРАТУРА

1. «Военный зарубежник», 1970, № 9.
2. Отчет предприятия п/я А-7701 по теме «Исследование процесса решения огневых задач экипажем танка, оборудо­ванного макетными системами уточненного целеуказания и дублированного управления», 1969.
3. Отчет предприятия п/я А-7701 по теме «Разработка конструктивных предложений по обеспечению снижения вре­мени на производство первого выстрела», 1971.
4. Добисов О. А., Шапиро Б. 3. Приборы управле­ния огнем иностранных танков. «Вестник бронетанковой тех­ники», 1971, № 1.
5. Ахметжанов А. А. Системы передачи угла повы­шенной точности. Изд-во «Энергия», 1966.
6. Щукин Н. И., Орлов Г. Н. и др. Авторское свиде­тельство № 46710.
7. Старовойтов Б. С., Беляков Б. С., Зильбербург Н. С., Идлис В. С., Тимофеев А. А. Новый ос­новной танк США и ФРГ МВТ-70. «Вестник бронетанковой техники», 1970, № 1.
8. Пояснительная записка предприятий п/я А-7701 и Р-6681 к техническому предложению по новому комплексу приборов командира танка, 1971.