СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА БЕЗОТКАЗНОСТИ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ И АМЕРИКАНСКОЙ БРОНЕТАНКОВОЙ ТЕХНИКИ

.4. В. Ерохин, В. А. Личковах, Б. Г. Поляков, А. С. Развалов

Вестник бронетанковой техники. 1989. № 10.

Анализируется безотказность серийной бронетанковой техники СССР и США (БМП-2, Т-80, М-113, М-1) по данным периодической печати и подконтрольной эксплуатации этих машин.

Эксплуатационные характеристики, в частности показатели безотказности, наравне с характеристи­ками огневой мощи, защиты и подвижности явля­ются составляющими комплексного показателя технического уровня образцов бронетанковой техники и используются при сравнении отечественных и зарубежных танков, БМП и БТР. Сопостави­мость безотказности отечественной и зарубежной бронетанковой техники обеспечивается одинако­вым подходом к определению показателей безот­казности и к условиям эксплуатации и испытаний, в которых получены исходные данные. Необходимо учитывать и процесс доводки, в ходе которого меняется их безотказность.

Оценка безотказности отечественных серийных танков и БМП производится по результатам вой­сковых испытаний, периодических гарантийных ис­пытаний и подконтрольной войсковой эксплуата­ции. В США безотказность серийной бронетанко­вой техники определяется по данным периодичес­ких испытаний на полигонах, крупномасштабных учений и подконтрольной эксплуатации.

Много общего и в методическом подходе к оцен­ке безотказности машин. В нашей стране критери­ем безотказности служит параметр потока отказов и, в США используется обратная величина ω — наработка на отказ Т. Сравнение ω и Т не пред­ставляет трудностей. Отличительной особенностью американской методики является применение двух разновидностей показателя Г: так называемой без­отказности систем Тс и функциональной безотказ­ности Тф. Показатель Тс совпадает с принятой у нас практикой, когда все дефекты систем класси­фицируются по влиянию на выполнение машиной своих боевых задач вне зависимости от того, ра­ботает эта система в момент обнаружения дефекта или нет.

Что касается Тф, то этот показатель претерпел некоторые изменения. Первоначально каждому де­фекту придавался «вес» или «значимость» по влия­нию его на эффективность выполнения боевых за­дач. Этот подход наблюдался в процессе приемоч­ных испытаний танков М-1 в 1979-1980 гг. В на­стоящее время с функциональной безотказностью связывают отказы, приводящие к полной потере любого из основных свойств танка, — огневой мо­щи, подвижности или защиты. В отечественной практике это применявшийся ранее способ оценки безотказности по полным отказам.

По американским данным, функциональная безотказность в 1,8-2,5 раза выше соответствую­щих оценок безотказности систем (рисунок). Это позволяет осуществлять переход от одного вида оценок к другому и сравнивать с показателями безотказности отечественной техники.

Наработка танка М-60А3 на один отказ:  Тф; Тс.

Для отечественной бронетанковой техники раз­работана методика оценки значимости отказов с точки зрения эффективности выполнения типовой боевой задачи — 300 км суточного марша и боя. Этот подход, близкий к американской системе оце­нок функциональной безотказности, пока не нашел признания Министерства обороны, хотя его приме­нение при решении ряда практических задач, та­ких как оптимизация повышения тактико-техничес­ких характеристик, безотказности и стоимости, мо­жет быть полезным.

Рассмотрим особенности условий эксплуатации и испытаний американской и отечественной броне­танковой техники. В США серийные танки прохо­дят периодические проверочные испытания на Абердинском испытательном полигоне (шт. Мери­ленд). На территории полигона воспроизведены разнообразные трассы движения и искусственные

сооружения, позволяющие обеспечить максималь­ные нагрузки на различные составные части ВГМ: «бельгийская» дорога, волнистая трасса, канал с аб­разивным мокрым грунтом и др. Эти трассы обыч­но небольшие (0,5-1,5 км длины), их поддержа­ние требует значительных затрат и поэтому они в незначительной степени используются для перио­дических ходовых испытаний серийной техники. Такие испытания в основном проходят по трассам умеренно- и сильнопересеченной местности, вклю­чая болотистые участки. Большинство этих трасс представляют улучшенные грунтовые дороги с гравийно-щебеночным покрытием и разбитые тан­ковые трассы. Основной грунт — суглинок, черно­зем. Имеется также горная трасса с твердым пок­рытием (длина 64 км, высота над уровнем моря в пределах 360. . .780 м). С точки зрения воздейст­вия на ходовую часть эти трассы близки к услови­ям войсковых испытаний на Украине и Дальнем Востоке, где грунт не обладает абразивными свой­ствами. Не воспроизводятся на территории Абердинского полигона условия высокой лессовой за­пыленности воздуха и высокогорья, как у нас в Средней Азии.

Отечественная серийная бронетанковая техника подвергается периодическим гарантийным испыта­ниям на заводских полигонах и войсковым испы­таниям, проводящимся, как правило, в одном из районов с экстремальными внешними условиями: в Европейской части СССР (тяжелые трассы, аб­разивный грунт); в Средней Азии (жара, высокая лессовая запыленность воздуха, горные трассы); на Дальнем Востоке и в Забайкалье (низкие тем­пературы, мерзлый грунт).

Таким образом, войсковые испытания, по ре­зультатам которых оценивается безотказность оте­чественных машин, являются более усложненными, чем испытания серийной техники в США, а перио­дические испытания па заводских полигонах — более легкими как по воздействиям на силовую ус­тановку, так и на ходовую часть.

Подконтрольна я эксплуатация американских ВГМ организована в США (форты Худ и Ирвин) и в ФРГ (Брамберг, Швайнфурт). Условия эксп­луатации в районе форта Ирвин (шт. Калифорния) характерны для пустынной местности (песчаный грунт, маломощный почвенный слой, жаркий су­хой климат) и идентичны условиям пустыни Кара­кум. Форт Худ (шт. Техас) относится к почвенно-климатической зоне американских прерий. Грунт — лессовые суглинки, пески, красноземы, в течение года наблюдается относительно равномерное ув­лажнение почвы. Их аналогом являются южные степи Европейской части СССР. В ФРГ условия эксплуатации отличаются. Рельеф местности хол­мистый, грунт — лессовидные глины, почвы — под­золисто-бурые, в районе имеются хвойно-широко­лиственные леса, увлажнение почв — 550...600 мм в год. Аналогом этой территории могут служить предгорья Карпат.

В США наиболее неблагоприятными фактора­ми являются высокие температуры и лессовая запыленность воздуха, ухудшающие р-аботу газотур­бинной установки танка М-1, в ФРГ большие (на­грузки на ходовую часть и силовую установку ВГМ. Условия подконтрольной эксплуатации оте­чественных машин близки к условиям в ФРГ. В то же время танки Т-80 в процессе подконтрольной эксплуатации не проверяются в условиях высокой лессовой запыленности воздуха, как танки с ГТД в США.

Рассмотрим результаты периодических прове­рочных испытаний БТР М-113, серийное производ­ство которого ведется уже почти 30 лет (с 1960 г.). Использовались два показателя: Тф — для функци­ональной безотказности и S — средний пробег меж­ду дефектами, потребовавшими проведения ре­монтных работ. Оба показателя отличаются от принятого в отечественной практике показателя со и требуют интерпретации. Для ориентировочного определения безотказности БТР М-113 воспользу­емся соотношением между «функциональной» и «системной» безотказностью и отношением между количеством счетных отказов и общим количест­вом дефектов по опыту наших ВГМ. Это позволит получить два приближения к искомому показате­лю со. Исходя из соотношения (см. рисунок) Тф/Тс ≈2,5, рассчитаем значения ω'‎ (табл. 1).

Таблица 1. Безотказность М-113 выпуска 1963-1979 гг. по результатам проверочных испытаний

Второе приближение показателя получим по данным войсковых испытаний БМП-2 в 1982-1983 гг., когда соотношение между общим коли­чеством отказов и неисправностей и количеством счетных отказов составило 1,1-1,4 раза. Учитывая тщательную регистрацию дефектов в США и рост надежности в ходе доводки, для расчета ω'' принимаем равномерное изменение Тф/Тс от 2 (для ма­шин выпуска 1963-1970 гг.) до 3 (для машин 1978-1979 гг.).

Для сравнения приведены основные данные по безотказности шасси отечественной БМП-2 (табл. 2).

Таблица 2. Безотказность шасси БМП-2 (выпуск 1980—1983 гг.) по результатам войсковых испытаний

По результатам подконтрольной эксплуатации 160 бронетранспортеров М-113, из которых НО но­вых машин выпуска после 1970 г., известны два косвенных показателя: соотношения между отка­зами и неисправностями различных систем и оцен­ка среднего пробега между неисправностями S=350 км. Число неисправностей по отдельным ча­стям машины составляет, %:

Двигатель………………………..4,6

Системы двигателя………….….17,5

Трансмиссия……………………..8,5

Ходовая часть……………...........17,6

Электрооборудование и связь….23,2

Вооружение……………………....1,2

Прочие системы………………… 28

Используя эти данные, можно ориентировочно оценить безотказность М-113 и его систем (табл. 3).

Таблица 3. Параметр потока отказов составных частей М-113 и БМП-2, 1/тыс. км

Общая оценка безотказности М-113 определена на уровне ω≈1,2 1/тыс. км, состав отказов (при­мерно равное количество отказав силовой установ­ки, ходовой части и электрооборудования) свиде­тельствует об обработанности конструкции. Следу­ет отметить, что подконтрольная эксплуатация бронетранспортеров в США проводилась в более легких условиях, чем отечественных БМ.П-2, боль­шинство из которых эксплуатируется в условиях абразивных грунтов и разбитых танковых трасс Прикарпатья.

В целом, безотказность американс­кого бронетранспортера примерно равна БМП-2.

Показатель безотказности систем Тс, снятых с производства танков М-60А3, эксплуатировав­шихся в тех же районах, что, и М-113, свидетель­ствует о том; что их безотказность существенно ху­же современных отечественных танков Т-72А (табл. 4).

Таблица 4. Потоки отказов танков М-60А3 и Т-72А, 1/тыс. км

* На танке М-60А3 установлены 3 прицела, в том числе

один с тепловизионным каналом.

Более полная информация имеется по отказам новых американских танков М-1, особенно в пери­од испытаний опытных образцов этих танков в 1979 г. На первых опытных образцах было отмече­но большое количество сбросов гусениц и связан­ные с этим разрушения шин опорных катков. Наб­людались отказы гидромеханической трансмиссии и ГТД, особенно в условиях сильной запыленности воздуха.

По мере отработки конструкции танка М-1 его безотказность и долговечность достигли уровня первоначальных требований за исключением ре­сурса траков (табл. 5) [1, 2].

По данным подконтрольной эксплуатации уста­новочной партии серийных М-1, в 1980-1982 гг. в Европе и США были случаи замены газотурбин­ных двигателей АСТ-1500 (или их отдельных эле­ментов), трансмиссий, элементов стабилизаторов и прицелов. В исследованиях 1983—198-4 гг. в переч­не 40 наиболее часто заменяемых сборочных еди­ниц нет упоминания ни двигателя, ни трансмиссии, ни прицелов.

По заявлениям американских специалистов, усовершенствование систем пуска, введение перио­дического контроля состава моторного масла и проведение восстановительного ремонта за счет блочной конструкции дали 5-кратное повышение ресурса ГТД AGT-1500, и в настоящее время он до­стиг 17 850 км [3].

Таблица 5. Характеристики безотказности и долговечности американских танков М-1 выпуска 1980-1987 гг.

Росту ресурса двигателя также способствовала отработка технологии крепления пластмассовых циклонов в корпусе воздухоочисти­теля, исключившая нарушение уплотнений, а так­же конструкции воздухоочистителя, направленной на увеличение периодичности его обслуживания. Очевидно, доработкой конструкции воздухоочисти­теля можно объяснить большое число их замен в войсковой эксплуатации. Заметим, что высокая степень очистки воздуха, поступающего в ГТД в условиях запыленности воздуха (США, шт. Техас), не приводит к образованию пылевых отложений в турбинной части двигателя и помпажным яв­лениям.

Упомянутые выше данные среднего ресурса двигателя AGT-1500 и возможная оценка его, ис­ходя из средней скорости движения танка М-1 в эксплуатации (v = 4,7 км/ч), равная 3 500 ч, носит рекламный характер. Она получена по машинам выпуска последних лет, имеющих в эксплуатации малые пробеги, когда ресурсных отказов практи­чески не бывает. Более убедительными представ­ляются данные [4], где указано, что при общей наработке AGT-1500 в 800 000 ч около 20 двигате­лей отработало свыше 1 000 ч, т. е. суммарная их наработка составила 2,5 % от общей, а один дви­гатель достиг 1 400 ч. Аналогичный показатель по ГТД танка Т-80 в настоящее время равен 0,6 %. Оценка его среднего ресурса, по данным эксплуа­тации, приближается к 640 ч. Таким образом, ресурс AGT-1500 превышает ресурс отечественного ГТД и находится на уровне 800-900 ч.

Наиболее массовыми отказами в подконтроль­ной эксплуатации танка М-1 являются выходы из строя резиновых башмаков траков и частая заме­на гусениц (табл. 6). На них приходится примерно половина всех эксплуатационных расходов по тан­ку. При этом нельзя признать тяжелыми условия эксплуатации танка М-1, за исключением ФРГ, где должен наблюдаться повышенный износ скоб и ведущих колес. В настоящее время в США раз­работаны модернизированные варианты гусениц со съемными резиновыми башмаками. Ожидается, что в результате конкурсных разработок ресурс гусеницы будет повышен до 8 000 км.

Таблица 6. Количество замен сборочных единиц в танках М-1 и Т-80 на тысячу километров

* Замены в связи с доработкой конструкции.

На первых образцах танка М-1 отмечались не­однократные сбросы гусениц и повреждение шин опорных катков. Введение ограничительного коль­ца на ведущих колесах и механической связи ба­лансира переднего опорного катка с направляю­щим колесом снизило вероятность сброса гусениц. Долговечность опорных катков в настоящее время определяется механически ми нагрузками и внеш­ними условиями эксплуатации. Удельное количест­во замен опорных катков (при малой наработке танков М-1) находится примерно на уровне наших танков Т-80, 90 %-й ресурс которых в условиях эксплуатации составляет 2 500 км, а средний — 7 500 км.

Большое количество замен аккумуляторных ба­тарей при эксплуатации танков М-1 связано, пред­положительно, с принятой для американских воен­ных машин практикой их ежегодной замены.

Вывод. Сравнение безотказности бронетанко­вой техники США и СССР, выполненное на основе результатов периодических испытаний и подконт­рольной войсковой эксплуатации, с использовани­ем принципа сопоставимости, показывает, что без­отказность бронетранспортера М-113 и отечествен­ной БМП-2 находится примерно на одном уровне. По безотказности американский танк М-60АЗ усту­пает отечественному Т-72. Безотказность танка Т-80 в целом примерно одинакова с американским М-1 при некотором превосходстве последнего в по­казателях ресурса газотурбинного двигателя и худших показателях ресурса ходовой части.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. World. Fighting mashines and Ordnance Forecast. 1986.
2. Jane's Armor and Artillery. 1986-1987 rr.
3. Zeybel H, M-l Tank Turbine Engine is Thirsty, but Reliable 11 Army. 1987. № 7. P. 47-52.
4. Flume W. Land Power at AUSA // Military Technology. 1985. V. 9. № 1. P. 49—52.