Конструкция танка M1 Abrams
Корпус танка представляет собой сварную конструкцию с большим углом наклона верхнего лобового бронелиста. В передней части корпуса находится отделение управления объемом 2,5 м3. Регулируемое по высоте сиденье механика-водителя с мягкой обивкой, подголовником и поясничной опорой расположено по оси танка. В боевом положении, при закрытом люке механик-водитель занимает положение полулежа с приподнятыми относительно сиденья ногами.
Управление движением танка осуществляется с помощью Т-образной рулевой колонки мотоциклетного типа и педали тормоза. Все необходимые органы управления сгруппированы на рулевой колонке: переключатель передач заднего и переднего хода, регулятор подачи топлива. Доступ механика-водителя к своему рабочему месту осуществляется только через люк в верхнем лобовом бронелисте (аварийный люк в днище корпуса отсутствует) при развернутой стволом назад башне.
Скорость разворота башни — 23 град/с, наведения орудия — 6,3 град/с. Для наблюдения за местностью на рабочем месте командира в командирской башенке установлено шесть призматических приборов наблюдения, у заряжающего — призматический прибор, закрепленный на вращающейся опоре. В крышке люка монтируется три неподвижных перископических прибора наблюдения.
Боевое отделение объемом 10,4 м3 включает среднюю часть корпуса и башню кругового вращения. В башне расположено основное и вспомогательное вооружение — стабилизированная в двух плоскостях 105-мм нарезная пушка М68Е1 и спаренный с ней пулемет М240 (лицензионный вариант бельгийского MAG-58) калибра 7,62 мм. Углы наведения орудия в вертикальной плоскости — от -9° до +20°. На командирской башенке смонтирован зенитный пулемет Браунинг М2 калибра 12,7 мм (углы наведения в вертикальной плоскости от -10° до +65°), а перед люком заряжающего — еще один М240. Дистанционного управления башенные пулеметы не имеют, стрельба из них возможна только при открытых люках. Боекомплект к пулеметам состоит из 9800 патронов винтовочного калибра и 1000 патронов калибра 12,7-мм.
На бортах башни установлены 66-мм шестиствольные гранатометы для стрельбы дымовыми гранатами, дальность стрельбы — 30 м, боекомплект — 12 гранат. В качестве личного оружия экипажа используются 5,56-мм винтовки M16A1 и ручной 40-мм гранатомет; боекомплект — 210 патронов к винтовкам и 18 гранат. Справа от орудия находятся места командира и наводчика, слева — вращающееся сиденье заряжающего. Сиденье командира танка имеет два положения — опущенное («по-боевому»), и поднятое («по-походному») — с открытым верхним люком.
В изолированном отсеке M1 Abrams, значительной по размерам кормовой нише башни, размещена основная часть боекомплекта к пушке (44 унитарных выстрела из 55, остальные выстрелы хранятся в бронированных контейнерах в корпусе танка и на полике башни перед заряжающим). В боекомплект пушки входят выстрелы с бронебойными подкалиберными оперенными снарядами с отделяющимся поддоном М735 (сердечник из вольфрама), М774 и М883 (сердечники из обедненного урана), снарядами с готовыми стреловидными поражающими элементами М494, кумулятивными М456 и дымовыми М416 снарядами, а также учебные выстрелы М737.
Именно 120-мм пушка является ключевым отличием варианта M1A1 от M1 Abrams более ранних выпусков. В США немецкое орудие несколько переработали, изменив конструкцию люльки и казенника. Серийное производство пушек под обозначением M256 было налажено на Уотервлитском арсенале (U. S. Army’s Watervliet Arsenal). Боекомплект к пушке из-за большего размера боеприпасов уменьшен до 40 выстрелов, 34 из них размещаются в кормовой нише. Боеприпасы — унитарные, со сгорающей гильзой и стальным поддоном. В состав боекомплекта входят бронебойные подкалиберные боеприпасы М827 с вольфрамовым сердечником и М829 с сердечником из обедненного урана. Возможно также использование штатных германских боеприпасов — оперенных бронебойных подкалиберных и многоцелевых кумулятивно-осколочных снарядов.
Стоит отметить, что в свое время на сравнительных испытаниях в США янки критиковали «Leopard-2» за «недостаточное количество боеприпасов» к 120-мм пушке — 42 выстрела. Уменьшен и боезапас к спаренному пулемету — с 4800 до 2800 патронов. В связи с изменением баллистики основного вооружения необходимые изменения были внесены в вычислитель системы управления огнем; введен счетчик расхода боеприпасов, работающий от датчика, учитывающего откаты пушки. По расчетным оценкам дальность действительного огня при стрельбе с ходу для бронебойных боеприпасов 120-мм пушки составляет 1,9…2 км и 1,7…1,8 км для кумулятивных боеприпасов; при ведении огня с места дальность увеличивается соответственно до 2,6…2,8 и 2…2,2 км. Время подготовки первого выстрела при стрельбе с ходу составляет: наводчиком — 15, а командиром — 17 с. При ведении огня с места время уменьшается до 9…10 и 11…12 с соответственно.
Система управления огнем (СУО)
Фирма Chrysler при разработке танка M1 Abrams отказалась от системы управления огнем опытного XM-803, в которой использовались комбинированные прицел наводчика и панорамный прицел командира, оба с независимой стабилизацией линии прицеливания. Такая СУО представлялась чрезмерно дорогой (43% от общей стоимости машины) и сложной. Была поставлена задача добиться на танке M1 Abrams близкой к XM-803 точности стрельбы и при этом втиснуть цену приборов управления огнем в 23% от стоимости всей машины.
Разработкой СУО занималась фирма Hughes Aircraft Company. Детальному анализу с точки зрения критерия стоимость-эффективность пришлось подвергнуть все элементы СУО. Исследования показали, что на долю абсолютно необходимой системы ночного видения приходится примерно 1/5 всей суммы, следовательно — не получается в рамках определенной стоимости всей СУО сделать двухплоскостную независимую стабилизацию линии визирования основного прицела наводчика.
В то же время наибольший вклад в повышение точности стрельбы M1 Abrams вносит независимая стабилизация оптической оси прицела в вертикальной плоскости (в три раза выше, чем при стабилизации линии прицеливания только по горизонту), к тому же стабилизировать ось по углу места проще и дешевле, чем по азимуту. Поэтому пришлось пойти на компромисс — оптическая ось основного монокулярного прицела наводчика GPS (Gunner periscop sight — перископический прицел наводчика) имеет независимую стабилизацию только по углу места, по азимуту — прицел стабилизируется вместе с пушкой.
Прицел наводчика имеет оптическую головку с 3- и 10-кратным увеличением, в него встроен тепловизионный канал ночного видения и лазерный дальномер. Прицел установлен на крыше башни под бронеколпаком и в нерабочем положении закрывается стальной заслонкой, открываемой из башни. Тепловизионная система представляет собой дальнейшее развитие аналогичной системы пассивного типа, устанавливаемой на танке M60A1. ИК система и лазерный дальномер также разработаны фирмой Hughes Aircraft Company.
Тепловизиор обеспечивает дальность видения в темное время суток до 2000 м, лазерный дальномер дает возможность определять дальность до цели как с места, так и с движения на дистанциях от 200 до 8000 м. Прицел имеет окулярный отвод для командира. С пушкой прицел связан в вертикальной плоскости посредством синхронной электрической следящей системы. Стрельбу из орудия может вести как наводчик, так и командир. В качестве вспомогательных используются монокулярные нестабилизированные прицелы фирмы Kollmorgen; М919 с 3- кратным увеличением — у командира и M920 с 8-кратным увеличением — у наводчика.
Прицел М919 установлен во вращающейся крышке люка башни и связан с крупнокалиберным пулеметом параллелограммным механизмом. Параметры баллистического вычислителя также подверглись серьезному анализу с целью его возможного упрощения. В СУО танка M1 Abrams используется цифровой вычислитель XM21. Автоматически в вычислитель вводятся данные от датчика ветра, лазерного дальномера, датчиков скорости цели и крена цапф орудия. Тип снаряда, данные об износе канала ствола, атмосферном давлении, температуре заряда и поправки на ошибки выверки прицела вводятся в вычислитель вручную. Орудие и спаренный с ним пулемет стабилизированы в двух плоскостях. Приводы стабилизации орудия и башни — электрогидравлические, фирмы Cadillac Gage Textron.
Двигатель
Моторно-трансмиссионное отделение объемом 6,8 м3 занимает кормовую часть корпуса, оно отделено от боевого отделения герметичной противопожарной перегородкой. Верхняя часть корпуса над МТО имеет характерную приподнятость. Установленный продольно газотурбинный двигатель Avco Lycoming Textron AGT-1500 выполнен в едином блоке с автоматической гидромеханической трансмиссией Allison Х-1100-3. ГТД AGT-1500 представляет собой трехвальный двигатель с двухкаскадным компрессором, индивидуальной камерой сгорания, двухступенчатой свободной силовой турбиной с регулируемым сопловым аппаратом первой ступени и стационарным кольцевым пластинчатым теплообменником. Воздух в турбину засасывается через двухступенчатый воздухоочиститель.
В ГТД используется гидромеханический регулятор подачи топлива с электронной системой управления. Двигатель запускается от электростартера, который через привод коробки агрегатов раскручивает ротор турбокомпрессора второго каскада. Максимальная температура газа в турбине— 1193°С, частота вращения выходного вала — 3000 об/ мин. Масса двигателя — 1122 кг.
ГТД обеспечивает танку M1 Abrams разгон с места до скорости 30 км/ч за 6 с. Во многом именно использование турбины, а не дизеля, обеспечило танку фирмы Chrysler победу над конкурентом. Выбор турбинного XM1 является, отчасти, реакцией на появление новейшего тогда советского «реактивного» танка Т-80, хотя, как показало время, точка в споре между дизелем и турбиной до сих пор так и не поставлена.
Каждый тип силовой установки имеет свои преимущества и недостатки, которые весьма сильно зависят от театра военных действий. Не случайно, из-за склонности танковых турбин к перегреву в условиях жаркого климата и их чувствительности к попаданию посторонних частиц (песка, пыли), Т-80 так и не использовались в Афганистане, а надежность M1 Abrams в ходе «Бури в Пустыне» вызвала массу нареканий. Но об этом — ниже.
Трансмиссия и ходовая часть
Автоматическая двухпоточная гидромеханическая трансмиссия Allison Transmission X-1100-3 обеспечивает три передачи переднего хода, две — заднего и нейтраль. В состав трансмиссии входят гидротрансформатор с блокировочным фрикционом, 4-х скоростная автоматическая коробка передач, рабочие и остановочные тормоза и бесступенчатый механизм поворота с двойным дифференциалом и гидрообъемной передачей. Масса трансмиссии M1 Abrams — 1960 кг. Для снижения температуры масла двигателя и трансмиссии используется система охлаждения вентиляторного типа.
Имеется оборудование для преодоления водных преград глубиной до 2,36 м по дну. При установке оборудования (два воздухопитающих патрубка с левой стороны корпуса и выпускная труба на корме) ограничен угол поворота башни вправо. Бесконтактный синхронный генератор переменного тока имеет привод от двигателя и обеспечивает работу электрических и электронных систем танка. Мощность генератора — 20 кВт, масса — 24,6 кг. Кроме генератора имеется шесть аккумуляторных батарей емкостью 300 А.ч.
Топливо хранится в шести баках суммарной емкостью 1907 л. Два передних и два кормовых бака изготовлены из полиэтилена, в передней части надгусеничных полок, между основным бортом и наружным экраном, расположены два металлических бака. Ходовая часть M1 Abrams состоит из семи двускатных обрезиненных опорных катков на борт, двух пар поддерживающих гусеницы роликов, двух направляющих колес (унифицированы с опорными катками), двух ведущих колес и гусениц с резино-металлическими шарнирами. Подвеска катков индивидуальная торсионная, на первом, втором и седьмом опорных катках установлены лопастные гидроамортизаторы.
С целью повышения стойкости подвески к детонации противотанковых мин посадочные места четырех передних опорных катков и торсионных валов усилены и образуют коробчатую конструкцию, способную противостоять нагрузкам на изгиб. Направляющие колеса имеют гидравлический кривошипный механизм натяжения гусениц. Гусеницы имеют обрезиненные беговые дорожки и съемные резиновые подушки, предусмотрена возможность установки грунтозацепов.
Выбор в пользу семиопорной ходовой части сделан на основе анализа опыта эксплуатации танков M60 с шестью опорными катками и «Leopard-1» с семью катками. Выяснилось, что ходовая часть германской машины имеет большую долговечность вследствие меньших удельных нагрузок на каждый каток, кроме того, использование семи катков вместо шести позволяет уменьшить их диаметр и снизить высоту танка в целом. Выигрыш от использования семиопорной ходовой части значительно превышает возможную экономию в массе в случае установки шести катков на один борт (применительно к M1 Abrams переход на шесть катков позволил бы сэкономить всего 280 кг).
Радио-оборудование
На танке M1 Abrams установлена радиостанция УKBдиапазона AN/VRC-12, в состав которой входят приемопередатчик RT-246, радиоприемник командира R-442, громкоговоритель LS-445 и командирский пульт дистанционного управления C-2742. Диапазон частот радиостанции — 30 —76 МГц, дальность связи — 25—30 км.
Для внутренней связи используется танковое переговорное устройство AN/VIC-1, к которому можно подключать внешнюю телефонную линию. Танк оборудован системой защиты от оружия массового поражения с ручным включением, обеспечивающей подачу очищенного фильтровентиляционной установкой воздуха к индивидуальным дыхательным маскам членов экипажа. В состав специального оборудования входят приборы радиационной и химической разведки.
Корпус и бронирование
Большое внимание при создании танка M1 Abrams уделялось резкому увеличению его защищенности по сравнению с предшествующими машинами (M60). Задача эта решалась комплексно: за счет снижения заметности танка, увеличения толщины брони, использования бронирования нового типа, уменьшения зон бронирования, ослабленных вырезами, и рациональной внутренней компоновки машины. Снижению заметности способствует низкий (гм, скорее — ОТНОСИТЕЛЬНО низкий) силуэт танка и специальная окраска с текстурой, обладающей лучшей маскировочной способностью по сравнению с покрытием танков M60.
Корпус и башня танка цельносварные, без использования крупных литых деталей. Корпус сваривается из пяти крупногабаритных элементов. В передней части корпуса имеются узлы навески бульдозерного отвала, каткового и плугового минных тралов.
Башня M1 Abrams состоит из наружной (лицевой) и внутренней (тыльной) оболочек из броневой стали, соединенных поперечными ребрами жесткости, между которыми заложены пакеты — наполнители из стальных и неметаллических материалов. Ходовая часть прикрыта секционированными экранами (семь секций на борт) с разнесенным бронированием, между которым находится наполнитель. Экраны крепятся к корпусу на кронштейнах с помощью шарниров, между собой секции соединяются шарнирно-петлевым соединением. Наиболее массивные передние секции крепятся к корпусу жестко, на болтах.
Толщина каждой секции (кроме передней) составляет примерно 70 мм, общая масса экранов обоих бортов — 1,5 т. С целью повышения противоминной стойкости усилено бронирование передней части днища корпуса до 30…32 мм, в то время как толщина нижнего листа корпуса в кормовой части составляет 12,5 мм. Дифференциация бронелистов по толщине применяется по всему танку на основе статистики распределения попаданий: толщина верхнего бронелиста корпуса изменяется от 50 мм в нижней части до 125 мм вблизи барбета башни, толщина брони, прикрывающей МТО варьируется от 25 до 32,5 мм, башни — от 25 до 125 мм, бортов корпуса — от 45 до 60 мм.
В целом на бронезащиту приходится примерно 56% всей массы танка. Броня выполнена на основе английской композиционной брони «Chobham». К числу конструктивных мероприятий по увеличению живучести танка, напрямую не связанных с ростом толщины брони, относятся:
— уменьшение высоты силуэта танка в целом (на 0,9 м по сравнению с M60);
— уменьшение высоты командирской башенки и основания под люк заряжающего;
— установка верхнего бронелиста с большим углом наклона;
— размещение приборов СУО не в вырезах башни, а на ее крыше;
— размещение спаренного с пушкой пулемета над вспомогательным прицелом наводчика позволило уменьшить размеры маски орудия;
— совмещение фронтальных проекций нескольких ослабленных зон в одну (например, совмещение проекций основного прицела наводчика и командирской башенки), площадь ослабленных зон по сравнению с танком M60 удалось снизить примерно в три раза (с 21,2% площади фронтальной проекции до 7,85%);
— дополнительная защита ключевых элементов танка второстепенными узлами;
— использование в качестве дополнительной защиты топливных баков (сиденье механика-водителя установлено между двух бронированных протектированных топливных баков, сами баки для предупреждения возгорания заполнены пенополиуретаном);
— изоляция членов экипажа от возможной детонации боекомплекта за счет размещения большей его части в кормовой нише башни, изолированной от боевого отделения раздвижными бронезаслонками, кроме того, в крыше башни над боекомплектом установлены три специальные вышибные пластины, направляющие взрывную волну при взрыве боекомплекта наружу.
Помимо повышения огневой мощи при модернизации важное место отводилось усилению бронезащиты. Усиление защиты привело к росту массы танка на 0,9 т, при этом защита лобовой проекции башни была доведена до 500…550 мм эквивалентной толщины стального бронелиста при попадании бронебойных снарядов и 650…700 мм — при попадании кумулятивных снарядов, бортов башни — до 430…470 мм и 550…600 мм, соответственно. Эффективность бронезащиты башни повышена за счет использования наполнителя, содержащего обедненный уран. Выпуск танков с урановой броней начат в 1988 г., эти танки обозначаются M1A1HA (HA — Heavy Armor — «усиленная броня»).
В основном такая броня предназначена против кумулятивных боевых частей ПТУР. К настоящему времени бронепробиваемость современных 120…125-мм бронебойноподкалиберных снарядов (БПС) достигла 600 мм и более, а боевых частей (БЧ) ПТУР — 1200 мм. По этой причине при создании защиты от мощных кумулятивных средств приходится использовать все технические новинки, включая и способ с использованием обедненного урана. Какова роль урановых пластин? Благодаря высокой плотности (в 2,5 раза больше, чем у стали) эти пластины при предельно малой толщине обеспечивают «взрывной» характер разрушения элементов кумулятивной струи.
Прочие узлы и системы
Автоматическая быстродействующая система противопожарного оборудования состоит из двух подсистем, установленных в моторно-трансмиссионном и боевом отделении. В состав системы входят датчики возгорания, блок управления и баллоны с огнегасящим составом «Хэлон1301». Время реакции системы на возгорание не превышает 150 мс.
При оценке ремонтопригодности танка M1 Abrams конструкторы исходили из постулата, что на 1 час эксплуатации машины должно затрачиваться не более 1 часа технического обслуживания. Для удовлетворения этого требования, по сравнению с предшествующими образцами американской бронетехники, на Ml улучшен доступ к главным узлам и агрегатам, предусмотрено быстрое отключение топливной электро- и гидросистем, многие приборы и агрегаты имеют модульную конструкцию, а двигатель и трансмиссия установлены в едином съемном блоке: 65% регламентных операций по обслуживанию двигателя выполняются за 30 мин, в то время как на танке M60A1 — за 4 ч. Для обслуживания и ремонта M1 Abrams требуется набор инструментов из 92 наименований, для M60A1 — 210 инструментов.
В рекламных проспектах на турбину AGT-1500 смело утверждалось, что запуск двигателя танка возможен при температуре окружающего воздуха -60°С. Для советских танков — может быть и возможен, но только не для танка M1 Abrams.
Опыт эксплуатации танков M1 Abrams (отнюдь не в Антарктиде!) показал, что уже при -32°С запуск ГТД считается рискованным — если с первого раза турбина не запустилась, то на второй уже не хватает емкости аккумуляторных батарей. Температура -43°С является критической — запуск возможен только при заряженных до номинала батареях, предварительно хранившихся в тепле.
Учитывая сложности запуска турбины в холодную погоду, на M1A1 установлен вспомогательный (!!!) энергоагрегат — малогабаритный дизель-генератор, предназначенный для выработки электроэнергии для подогрева батарей и питания электроаппаратуры танка при выключенной основной турбине. Дизель устанавливался далеко не на все танки. Поскольку изначально место в МТО не выделялось, энергоагрегат разместили в бронированном ящике, который весьма коряво навешивается непосредственно на кормовой бронелист корпуса.
Танк M1A1 оснащен новой фильтро-вентиляционной установкой (ФВУ) с автоматическим включением, которая создает избыточное давление в танке (коллективная защита экипажа от ОМП) и обеспечивает подвод очищенного воздуха к индивидуальным маскам членов экипажа, — ранее M1 Abrams имели только индивидуальную систему защиты от ОМП. Система коллективной защиты работает только при включенной турбине и всех закрытых люках танка. Система наддува внутреннего объема танка включается не только при радиологическом или химическом заражении, но и при стрельбе из спаренного с пушкой пулемета, в этом случае ФВУ удаляет из боевого отделения пороховые газы.
/Тихонов В.А., naukatehnika.com/