ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 


 

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ РАЗВИТИЯ ВГМ

Э. К. ПОТЕМКИН

Вестник бронетанковой техники. №8. 1989.

 

Отмечены основные этапы развития головного института отрасли (ВНИИтрансмаш). Перечислены основные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы и ВГМ, в которые внедрены их результаты. Дана характеристика вкладу сот­рудников ВНИИтрансмаш в теорию танка, систему автоматического проектирования, развитие лабораторно-стендовой базы и методов испытаний ВГМ.

 

Важнейшими средствами обеспечения превос­ходства отечественных ВГМ над зарубежными яв­ляются разработка, исследование, быстрое внедре­ние в производство новейших достижений науки, техники, передового опыта, а также координация ведущихся в отрасли научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР).

Реализация этих задач возложена на головной институт отрасли – ВНИИтрансмаш (рис. 1), 40-летие которого отмечается в этом году.

В послевоенный период, когда тактико-техни­ческие требования к бронетанковой технике значи­тельно повысились, стало ясно, что для ее даль­нейшего развития необходимы глубокие научные исследования, направленные па поиск новых ком­поновочных схем танков и технических решений их составных частей, определяющих огневую мощь, защиту и подвижность. Для проведения таких исследований и был создан институт, основу твор­ческого коллектива которого составила большая группа высококвалифицированных танкостроите­лей, имевшая значительный опыт разработки бое­вых машин в довоенный период и в годы Великой Отечественной войны.

За четыре десятилетия институт в своем разви­тии прошел несколько этапов, характеризующихся различным подходом к способам решения проблем совершенствования ВГМ.

В начальный период становления института ос­новное внимание уделялось поиску и исследованию новых технических решений составных частей тан­ков. Сотрудники института занимались разработ­кой и исследованием различных вариантов новых эффективных систем воздухоочистки, высокотемпе­ратурных эжекционных систем охлаждения, пред­пусковых подогревателей, планетарных гидромеха­нических трансмиссий с металлокерамическими дисками трения, торсионных и гидравлических под­весок, гусениц с резинометаллическими шарнира­ми. Экспериментальные системы после кратковре­менных стендовых испытаний устанавливались на серийные ВГМ и испытывались пробегом по ес­тественным трассам полигона. В качестве средств измерений использовались, как правило, штатные приборы ВГМ. В этот же период были разработа­ны и исследованы 4-гусеничный танк высокой про­ходимости, имевший нетрадиционную компоновоч­ную схему (рис. 2), макеты плавающих машин на подводных крыльях и плавсредства для танков.

 

Рис. 1. Инженерный корпус ВНИИтрансмаш

Рис. 1. Инженерный корпус ВНИИтрансмаш

 

Рис. 2. Экспериментальный 4-гусеничный танк

Рис. 2. Экспериментальный 4-гусеничный танк


 

В 60-е гг. ВНИИтрансмаш стал уделять боль­ше внимания комплексным исследованиям ВГМ и их составных частей с учетом возможности после­дующего внедрения наиболее удачных решений на опытных образцах машин, разрабатываемых КВ заводов. Для этого потребовалось существенно расширить экспериментально-производственную базу института, что стало возможным после его пере­дислокации с территории Ленинградского Кировс­кого завода в район расположения полигона, строительства новых корпусов для размещения лабораторно-стендового оборудования и цехов опытного производства.

Институт был практически заново оснащен стендовым оборудованием, станоч­ным парком и измерительной аппаратурой, с по­мощью которых можно было изготовлять экспери­ментальные составные части и самоходные макеты машин, проводить их комплексные исследования и отрабатывать новые технические решения. Для повышения качества исследований испытательный полигон подвергся реконструкции: на нем были сооружены бетонная трасса, специальные грунтовые про- беговые трассы, водоем, участок ладометрирования, площадки для испытаний на поворотливость и проходимость, а также комплекс­ный стенд для исследования дина­мических характеристик ВГМ.

Укрепились творческие связи с научно-исследовательскими институтами, работающими в области двигателей, броневой и противора­диационной защиты, вооружения, боеприпасов, материалов, техноло­гии, конструкторскими бюро заводов-изготовителей ВГМ и организа­циями и учреждениями Министерст­ва обороны. Это позволило иссле­довать, отработать и внедрить на основных ВГМ но­вого поколения – танке Т-64А, боевых машинах БМП-1 и БМД и образцах ВГМ на их базе – самые малогабаритные в мире силовые установки, наибо­лее легкие элементы ходовой части, а также новые системы коллективной защиты от оружия массово­го поражения, не имевшие в то время аналогов за рубежом.

Для танка Т-64А была разработана и внедрена комбинированная броневая защита, ко­торая появилась на зарубежных танках только в 80-х гг. Институт принимал активное участие в мо­дернизации поставленных на производство образ­цов бронетанковой техники. Отрабатывались и ис­следовались лазерные дальномеры, баллистические вычислители, высокоточные стабилизаторы, бесподсветочные ночные приборы, а также различные технические решения, обеспечивающие повышение точности стрельбы из танка с ходу и с места. Пос­ле длительных конструкторских работ, изготовле­ния экспериментальных агрегатов и их исследова­нии были даны рекомендации по установке на тан­ке газотурбинного двигателя.

Разработанные ВНИИтрансмаш принципиаль­ные компоновочные схемы бронированных само­ходных орудий с передним расположением сило­вых установок и размещением вооружения во вра­щающейся башне взяты заводскими КБ за основу при выполнении ОКР, в результате которых были созданы и приняты на вооружение самоходные гау­бицы калибра 152 и 122 мм. Рекомендации инсти­тута по шасси для ракетных комплексов, инженер­ным машинам и транспортерам-тягачам использо­вались при разработке этих машин на заводах. Сотрудники ВНИИтрансмаш принимали участие в широкомасштабных войсковых испытаниях мно­гих ВГМ в различных районах страны. Практичес­ки все пробеговые и государственные испытания комплексов вооружения для танков и БМП прово­дились либо под руководством института, либо при его участии. Одновременно с отработкой тан­ков и БМП в содружестве с КБ заводов продол­жался поиск более совершенных технических ре­шений составных частей для новых машин. Для проверки перспективных технических решений из­готовлялись и исследовались самоходные макеты.

Наряду с комплексными исследованиями по ВГМ, ВНИИтрансмаш в качестве головной органи­зации по разработке и созданию самоходных шас­си планетоходов внес, свой вклад в освоение кос­моса. Созданные институтом устройства позволили исследовать поверхности Луны, Марса и Венеры.

К середине 70-х гг. стало ясно, что дальнейший прогресс в танкостроении требует более совершен­ных методов научного исследования, связанных с широким использованием последних достижений в области вычислительной техники, эргономики, необходимостью имитации в стендовых условиях эксплуатационных режимов, а для повышения на­дежности ВГМ необходимо создание отраслевых научно-испытательных станций, расположенных в различных почвенно-климатических зонах.

Во ВНИИтрансмаш началась разработка мето­дов математического и натурно-математического моделирования, развития систем автоматизирован­ного проектирования ВГМ, их составных частей и деталей, а также автоматизации процессов получе­ния и анализа информации при стендовых и натур­ных испытаниях машин и их составных частей. Особое внимание уделялось эргономическому обес­печению разработки бронетанковой техники с уче­том человеческого фактора. Институт стал насыщаться современными быстродействующими электронными вычислительными машинами, новыми стендами, более совершенным станочным обору­дованием.

Началось строительство уникальных исследо­вательских моделирующих комплексов, климати­ческих камер, отраслевых иаучно-испытательных станций (ОНИС) в различных почвенно-климати­ческих зонах. Для исследований на стендах и в на­турных условиях была разработана современная измерительная аппаратура и самоходная динамо­метрическая лаборатория на колесном шасси высокой проходимости.


Усилилась работа по обмену передовым опытом и подготовке квалифицированных кадров танко­строителей. ВНИИтрансмаш стал одной из восьми издающих организаций министерства и освоил вы­пуск периодических научно-технических сборников по бронетанковой технике, в которых пропаганди­руются достижения НИИ и КБ отрасли, получен­ные в ходе выполнения НИОКР, анализируются технические решения зарубежных танков и БМП. Началась подготовка 10-томной монографии «Тео­рия и конструкция танка», обобщившей многолет­ний опыт ученых и специалистов института по со­вершенствованию ВГМ. При ВНИИтрансмаш бы­ли созданы филиалы кафедр механического и по­литехнического институтов в целях улучшения обу­чения будущих молодых специалистов. Повысилось внимание к подготовке специалистов высшей ква­лификации— докторов и кандидатов технических наук. Содружество с другими НИИ, КБ и органи­зациями Министерства обороны еще более укрепи­лось за счет создания совета руководителей НИИ и главных конструкторов но развитию бронетанко­вой техники, научно-координационного совета по тактнко-технико-экономическим исследованиям пер­спектив развития вооружения и военной техники, координационного совета по точности стрельбы, координационного совета по проблемам маскиров­ки и оптико-электронного подавления, а также межведомственной комиссии по оценке зарубежной бронетанковой техники.

Переход к более совершенным методам научных исследований позволил увеличить вклад института в модернизацию серийных и разработку новых ВГМ различных категорий по массе. В конструк­ции модернизированных танков Т-72Б,            Т-80Б, Т-80У, новых боевых машин пехоты БМП-3, шасси для ракетных комплексов и других ВГМ, разрабо­танных КБ заводов, реализована значительная часть научного задела ВНИИтрансмаш, накоплен­ного с помощью этих методов. На основе новых требований, возникших в связи с боевыми действи­ями в Афганистане, институт совместно с КБ заво­дов оперативно усилил противоминную защиту танков. Большой вклад внесли сотрудники инсти­тута в разработку специальных машин, положи­тельно зарекомендовавших себя при ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. При участии ВНИИтрансмаш был создан тренажерный комплекс для обучения экипажей танков с исполь­зованием лазерных имитаторов стрельбы.

 

Сегодня ВНИИтрансмаш представляет собой научно-исследовательскую организацию, координи­рующую все НИОКР по ВГМ, способную совмест­но с другими НИИ и КБ обеспечить реализацию первой стадии жизненного цикла боевой машины от поисковых исследований до постановки на про­изводство.

Во ВНИИтрансмаш имеется 26 научно-исследо­вательских отделов и развитое опытное производ­ство. Среди сотрудников научно-исследовательских отделов трудятся 185 докторов и кандидатов наук. Лабораторно-стендовая база института включает более 150 единиц исследовательского и испытатель­ного оборудования.

Институт может на основе долгосрочного науч­но-технического и технико-экономического прогно­зирования развития отечественных и зарубежных ВГМ, оценки технического уровня -различных ва­риантов танков разрабатывать тактико-техничес­кие требования (ТТТ): к ним и проверять возмож­ность их реализации путем проектирования, изго­товления, исследований, и испытаний эксперимен­тальных агрегатов и макетов машин, а также сов1 местно с заводами дорабатывать опытные образцы ВГМ.

Разработка машины начинается с научно-тех­нического и- технико-экономического прогнозирова­ния возможности ее создания. При научно-техни­ческом прогнозировании рассматриваются пре­дельные возможности развития основных свойств ВГМ и сроки обновления образцов. Технико-эконо­мическое прогнозирование предусматривает оценку продолжительности и стоимости стадий разработ­ки и производства ВГМ. Новый танк, БМП и дру­гие ВГМ должны иметь более высокий техничес­кий уровень, чем их зарубежные аналоги. Оценка технического уровня ВГМ проводится институтом на основе математического моделирования сово­купности боевых действий (выдвижение, прорыв обороны, встречный бой, отражение контратаки и др.) или обобщенной боевой ситуации. Для оценки создается обширный банк исходных данных, полу­чаемых на основе характеристик исследуемых ва­риантов ВГМ, вероятностных характеристик бое­вых ситуаций и оперативно-тактического фона. В результате моделирования определяются числен­ные значения коэффициентов технического уровня для различных вариантов отечественных и зару­бежных машин с учетом их возможной модерниза­ции. Анализ результатов прогнозирования и оцен­ки технического уровня позволяет выработать оп­тимальные ТТТ для разрабатываемых машин.

При оценке возможности реализации этих тре­бований широко применяется система автоматизи­рованного проектирования (САПР) с использова­нием быстродействующих ЭВМ. Так, например, по заданным ТТТ с помощью математической модели при работе оператора в диалоговом режиме с ЭВМ можно найти рациональное компоновочное реше­ние танка. При этом одновременно с изображени­ем на дисплее вариантов компоновочного решения танка (рис. 3) определяются данные «распечатки» о количественных значениях различных параметров каждого варианта.

 

Рис. 3. Вариант компоновочного решения танка на дисплее

Рис. 3. Вариант компоновочного решения танка на дисплее


 

Разработаны математические модели для выбо­ра рационального варианта корпуса и башни танка в зависимости от заданного уровня броневой я противорадиационной защиты. Аналогичные моде­ли в системе САПР созданы для определения ха­рактеристик комплекса вооружения, силовой уста­новки, двигателя, трансмиссии, ходовой части, электрооборудования и устройств автоматики. Использование САПР позволяет значительно сокра­тить время поиска рациональных решений этих со­ставных частей и увеличить число их проанализи­рованных вариантов.

Для сокращения срока разработки ВГМ во ВНИИтрансмаш созданы комплексы натурно-математического моделирования, которые позволяют восполнить разрыв между математическим модели­рованием на ранней стадии разработки и натурными испытаниями опытных образцов ВГМ и их со­ставных частей. Эти комплексы, учитывающие сов­ременные эргономические требования и эффект присутствия экипажа в танке, позволяют в стендо­вых условиях имитировать множество боевых ситу­аций, которые в натурных условиях осуществить весьма трудно, а зачастую и невозможно.

На комплексе подвижности могут быть исследованы различные варианты составных частей шасси при движении в широком спектре дорожных условий. В состав комплекса входят аналогово­цифровая модель шасси, рабочее место водителя, установленное на электродинамическом имитаторе движения, кинопроекционная система воспроизве­дения визуальной обстановки и параметров до­рожно-грунтовых условий. На нем определяется средняя скорость, запас хода, разгонные характе­ристики, топливная экономичность, плавность хо­да, а также качество системы управления дви­жением.


На комплексе дуэльного боя исследуется работа экипажа при различных вариантах составных частей комплекса вооружения в условиях огневого противоборства с танками и противотанковыми средствами противника в заданной боевой ситуа­ции. В состав комплекса входят центральный пульт управления, рабочие места экипажа, теле­визионные имитаторы визуальной обстановки с миниатюр-полигонами и панорамами местности, 4-степенные электрогидравлические имитаторы движения. На нем определяются основные показатели огневой мощи, в том числе вероятность побе­ды танка над целью, среднее время подготовки первого и последующего выстрелов, время поиска, обнаружения и опознавания цели и т. п.

 

Рис. 4. Масштабная модель танка для определения защищен¬ности от обнаружения радиолокационными средствами

Рис. 4. Масштабная модель танка для определения защищенности от обнаружения радиолокационными средствами


 

Комплекс оценки вооружения предназначен для исследований влияния различных факторов внеш­них условий и технических характеристик пушки и системы управления огнем на точность стрельбы с ходу. На комплексе можно определить координаты точки встречи снаряда с целью и погрешности всех составных частей вооружения и системы управления огнем. Для исследования отдельных свойств ВГМ (водоходных, защищенности от обнаружения радиолокационными средствами разведки, устойчивости от ударной волны ядерного взрыва) применяется метод физического моделирования с использованием масштабных моделей машин (рис. 4). Для проверки выполнения отдельных эргономических требований изготавливаются деревянные макеты ВГМ в реальном масштабе.

Математическое, натурно-математическое и фи­зическое моделирование является необходимым, но не достаточным элементом проверки реализуе­мости предъявляемых требований. Для всесторон­них исследований новых технических решений в институте изготавливаются и испытываются в стен­довых и натурных условиях экспериментальные образцы составных частей (алюминиевые радиато­ры, пневмогазостартеры, гидромеханические транс­миссии (рис. 5), гидрообъемные передачи, фрикци­онные амортизаторы, механизмы автоматического натяжения гусениц, обогреваемые аккумуляторные батареи, датчики ветра с вынесенным обтекателем, усиленное днище танка с арочным броневым листом и др.) и макетов ВГМ (макет танка с гидромеха­нической трансмиссией, 7-катковой ходовой частью, дублированным управлением движением; макет танка с панорамическим прибором командира (рис. 6); макеты БМП с различным расположением десанта; макеты ВГМ с дополнительным реактивным двигателем, расчлененным гусеничным обводом, стабилизированным корпусом и др.).

 

Рис. 5. Опытная гидромеханическая трансмиссия

Рис. 5. Опытная гидромеханическая трансмиссия


 

Наличие квалифицированных кадров конструк­торов, технологов, производственников, испытателей, а также современного станочного парка, точ­ных измерительных приборов, лабораторно-стендо­вой и испытательной базы позволяют успешно решать поставленные задачи.

Рис. 6. Ходовой макет танка с панорамическим прибором командира:
1 - панорамический прибор; 2 - призменные приборы

Рис. 6. Ходовой макет танка с панорамическим прибором командира:

1 - панорамический прибор; 2 - призменные приборы


 

Во ВНИИтрансмаш созда­ны уникальные стенды для испытаний силовых установок, двигателей (рис. 7), трансмис­сий, опорных катков, подвесок, амортизаторов, гусениц и раз­личных материалов. Специальная установка для вибра­ционных испытаний внутрен­него оборудования танков по­зволяет имитировать вибра­ционные воздействия в диапазоне частот от 5 до 2000 Гц с максимальной амплитудой усилия до 100 кН. Лабораторно-стендовое оборудование для исследования свойств горючесмазочных материалов позволяет оценить возмож­ность их применения для ВГМ и выработать требования для разработчиков этих материа­лов. В последние годы вошли в строй камеры тропического и арктического климата, поз­воляющие исследовать образцы ВГМ и их составные части при температуре от -50 до +60 °С и относительной влаж­ности воздуха 95...100 % с имитацией нагрузки на сило­вую установку. Наличие таких камер позволяет значительно сократить затраты на проведение натурных испытаний ВГМ в различ­ных климатических зонах.

Для повышения качества, сокращения сроков испытаний и отработки технических решений, освобождения испытателей от трудоемких процедур измерения и обработки результатов испытаний в институте широко используется автоматизирован­ная система комплексных испытаний и отработки образцов. С помощью этой системы осуществляется автоматическая регистрация результатов испытаний и их обработка на стендах и в камерах тропического и арктического климата, а также при пробеговых и стрельбовых испытаниях.

 

 

 

 

Рис. 7. Стенд для испытаний двигателей

Рис. 7. Стенд для испытаний двигателей

 

В институте создана самоходная динамическая лаборатория на базе полноприводного 6-колесного колесного шасси (рис. 8). Лаборатория оснащена электротормозом для определения тяговых характеристик танков и БМП. Комплекс измерительной аппаратуры лаборатории имеет 120 каналов ввода информации и обеспечивает запись и оперативную об работку результатов испытаний. Для проверки новых технических решений в натурных условиях ВНИИтрансмаш кроме расположенного вблизи него испытательного полигона, являющегося центральной испытательной станцией, имеет отраслевые испытательные станции в различных почвенно-климатческих зонах. На склонах горы Арагац (Армянская ССР) расположена ОНИС «Кавказская», предназначенная для испытаний ВГМ в условиях гор­ной местности (высота 2...3 км над уровнем моря), каменистого грунта и разреженной атмосферы. На территории Туркестанского военного округа в 70 км от Ашхабада находится ОНИС «Каракумская», где испытываются ВГМ в условиях жаркого кли­мата при интенсивной запыленности воздуха. В Ленинградской области имеется ОНИС «Луга», предназначенная для испытаний вооружения, си­стем управления огнем и средств защиты танков и БМП. ОНИС располагает открытым тиром, комп­лектом стендов и рабочей площадкой с необходимы­ми средствами обеспечения испытаний. В Псковской области расположена ОНИС «Струги Крас­ные», предназначенная для испытаний танков и БМП в почвенно-климатических условиях северо-западной зоны страны. ОНИС располагает пробеговыми трассами протяженностью более 20 км по равнинной и сильно пересеченной местности, а так­же танковой директрисой па равнине. На Карельс­ком перешейке находится ОНИС «Елизаветинка» с двумя рабочими площадками. Одна из них пред­назначена для испытаний и исследования проходи­мости, плавности хода и водоходных свойств ВГМ, а другая – для испытаний на минный подрыв. В последние годы введен в строй отраслевой испытательный центр в г. Дорогобуже, предназначен­ный для комплексных испытаний в широком диа­пазоне условий эксплуатации.


За 40 лет развития ВНИИтрансмаш превратился в современный отраслевой научно-исследовательский центр, имеющий устойчивые производственные связи с 90 НИИ и КБ, принимающими участие в разработке ВГМ и комплектующих изделий для них, 28 организациями Министерства обороны СССР, а также институтами Академии наук и высшими учебными заведениями.

С января 1989 г. ВНИИтрансмаш работает в условиях хозяйственного расчета на основе дого­ворных отношений с министерством, заказчиком и предприятиями отрасли. Разработана программа дальнейшего совершенствования ВГМ и определено конкретное участие ВНИИтрансмаш и других пред­приятий в ее реализации с учетом проводимой конверсии оборонной промышленности.

В настоящее время основные силы сотрудников института сосредоточены на выполнении комплекс­ных научно-исследовательских работ, обеспечиваю­щих сохранение превосходства технического уровня советского танкостроения с учетом, с одной стороны, сокращения нашего военного бюджета на 14,2 %, производства вооружения и военной техники на 19,5 % и, с другой – стремления ведущих стран НАТО к достижению качественного превосходства в области танков и БМП.

Одновременно ведутся опытно-конструкторские работы по созданию на шасси танков Т-55 (Т-54Б), высвобождающихся в результате сокращения Вооруженных Сил СССР, машин народно-хозяйст­венного назначения — универсального тягача и мобильной пожарной машины. В 1990—1995 гг. предусматривается выпуск 2500 и 460 таких машин соответственно.

 

Рис. 8. Снятие тяговых характеристик танка с помощью динамометрической лаборатории.

Рис. 8. Снятие тяговых характеристик танка с помощью динамометрической лаборатории.

 

Следует отметить, что уникальное лабораторно­стендовое оборудование и испытательная база института могут быть использованы при создании не только ВГМ, но и военных колесных машин, гусеничных транспортеров для народного хозяйства, промышленных и сельскохозяйственных тракторов и другой транспортной техники.

За 40 лет развития ВНИИтрансмаш превратил­ся в современный отраслевой научно-исследователь­ский центр, имеющий устойчивые производственные связи с 90 НИИ и КБ, принимающими участие в разработке ВГМ и комплектующих изделий для них, 28 организациями Министерства обороны

В своей практической деятельности коллектив ВНИИтрансмаш постоянно ощущает внимание и заботу со стороны ЦК КПСС, советского прави­тельства, министерств обороны и оборонной про­мышленности, а также руководителей местных партийных и советских органов. В ответ на эту заботу он сделает псе необходимое для внедрения в производство достигнутых результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и улучшения качественного состава танкового парка при сокращении затрат на производство боевых машин.

 

Статья поступила а редколлегию 24.02.89.

 





















 
ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ