СУО танка: почему танку необходим баллистический вычислитель

Основной задачей танка является обеспечение эффективного ведения огня из пушки с места и с ходу в любых метеорологических условиях по подвижной и неподвижной цели. Для решения этой задачи на танке имеются приборы и системы, обеспечивающие поиск и обнаружение цели, наведение пушки на цель и учет всех параметров, влияющих на точность ведения огня.

На советских и зарубежных танках до 70-х годов СУО не существовало, был набор оптических и оптоэлектронных приборов и прицелов с нестабилизированным полем зрения и оптическими дальномерами, не обеспечивающими необходимую точность измерение дальности до цели.

Постепенно на танках были внедрены приборы со стабилизацией поля зрения и стабилизаторы вооружения, позволившие наводчику при движении танка удерживать прицельную марку и пушку на цели. Перед выстрелом наводчик должен был определить ряд параметров, влияющих на точность ведения огня, и учитывать их при стрельбе.

При таких условиях точность ведения огня не могла быть высокой. Требовались устройства, обеспечивающие автоматический учет параметров стрельбы, независимо от квалификации наводчика.

Сложность задачи объяснялась слишком большим набором параметров, влияющих на ведение огня и невозможностью точно учесть их наводчиком. На точность стрельбы из танковой пушки влияют следующие группы параметров:

— баллистика системы пушка-снаряд с учетом метеорологических условий стрельбы;
— точность прицеливания;
— точность согласования линии прицеливания и оси канала ствола пушки;
— кинематика движения танка и цели.

Баллистика для каждого типа снаряда зависит от следующих характеристик:
— дальности до цели;
— начальной скорости снаряда, определяемой:
а) температурой пороха (заряда) в момент выстрела;
б) износом канала ствола пушки;
г) качеством пороха и соблюдением технических требований снаряжения гильзы;
— скорости бокового ветра на траектории полета снаряда;
— скорости продольного ветра на траектории полета снаряда;
— давления воздуха;
— температуры воздуха;
— точности соответствия геометрии снаряда технической и технологической документации.

Точность прицеливания зависит от следующих характеристик:
— точности стабилизации линии прицеливания по вертикали и горизонту;
— точности передачи изображения поля зрения оптическими, электронными и механическими узлами прицела от входного окна до окуляра прицела;
— оптических характеристик прицела.

Точность согласования линии прицеливания и оси канала ствола пушки зависит от:
— точности стабилизации пушки по вертикали и горизонту;
— точности передачи положения линии прицеливания по вертикали по отношению к пушке;
— смещения линии прицеливания прицела по горизонту относительно оси канала ствола пушки;
— изгиба ствола пушки;
— угловой скорости движения пушки по вертикали в момент выстрела .

Кинематика движения танка и цели характеризуется:
— радиальной и угловой скоростью движения танка;
— радиальной и угловой скоростью движения цели;
— креном оси цапф пушки.

Баллистические характеристики танковой пушки задаются таблицей стрельбы, содержащей информацию об углах прицеливания, времени полета до цели и поправках на коррекцию баллистических данных в зависимости от дальности до цели и условий стрельбы.

Из всех характеристик наибольшее влияние оказывает точность определения дальности до цели, поэтому для СУО принципиально важно было использование точного дальномера, который появился только с внедрением лазерных дальномеров, обеспечивающих необходимую точность независимо от дальности до цели. 

По набору характеристик, влияющих на точность стрельбы из танка, видно, что задача в полном объеме может быть решена только специальным вычислителем. Из двух десятков характеристик необходимая точность части из них может быть обеспечена техническими средствами прицела и стабилизатора вооружения (точность прицеливания, точность стабилизации пушки, точность передачи линии прицеливания по отношению к пушке), а остальные могут быть прямыми или косвенными методами определены датчиками входной информации и учтены при автоматической выработке и введении баллистическим вычислителем соответствующих поправок при стрельбе.

Принцип работы танкового баллистического вычислителя основан на формировании в памяти вычислителя баллистических кривых для каждого типа снаряда методом кусочно-линейной аппроксимации таблиц стрельбы в зависимости от дальности, метеобаллистических и кинематических условий движения танка и цели при стрельбе.

По этим данным рассчитывается угол прицеливания пушки по вертикали и время полета снаряда до цели, по которому с учетом угловой и радиальной скорости движения танка и цели определяется угол бокового упреждения по горизонту. Углы прицеливания и бокового упреждения через датчик угла положения линии прицеливания по отношению к пушке вводятся в приводы стабилизатора вооружения и пушка на эти углы рассогласовывается с линией прицеливания. Для этого и нужен прицел с независимой стабилизацией поля зрения по вертикали и горизонту.

Такая система подготовки и производства выстрела обеспечивает наиболее высокую точность стрельбы и элементарно простую работу наводчика. Он должен только навести прицельную марку на цель, измерить нажатием кнопки дальность до цели и держать прицельную марку на цели до производства выстрела.

Внедрение на танке лазерного дальномера и танкового баллистического вычислителя привели к революционным изменениям в создании системы управления огнем танка, объединившей в единый автоматизированный комплекс прицел, лазерный дальномер, стабилизатор вооружения, танковый баллистический вычислитель, датчики входной информации. Система обеспечивает автоматический сбор информации об условиях стрельбы, расчет углов прицеливания и бокового упреждения и введение их в приводы пушки и башни.

Первые механические баллистические вычислители (арифмометры) появились на американских танках и М48 и М60. Они были несовершенны и ненадежны, ими практически нельзя было пользоваться. Наводчик вручную должен был набирать на вычислителе дальность и рассчитанные поправки через механический привод вводились в прицел. 

На М60А1 (1965) механический вычислитель был заменен на электронный аналого-цифровой, а на модификации М60А2 (1971) был установлен цифровой вычислитель М21, обрабатывающий в автоматическом режиме информацию о дальности от лазерного дальномера и датчиков входной информации (скорости и направления движения танка и цели, скорости и направления ветра, крена оси цапф пушки). Данные о температуре и давлении воздуха, температуре заряда, износе канала ствола пушки вводились вручную.

Прицел был с зависимой от стабилизатора вооружения по вертикали и горизонту стабилизацией поля зрения и автоматически вводить углы прицеливания и упреждения в приводы пушки и башни было невозможно.

На танке «Леопард А4» (1974) был установлен цифровой баллистический вычислитель FLER-H, обрабатывающий информацию от лазерного дальномера и датчиков входной информации аналогично как на танке М60А2. На танках Леопард 2 (1974) и М1 (1974) использовались цифровые баллистические вычислители, работающие по такому же принципу и с таким же наборам датчиков входной информации.

Первый советский аналого-цифровой ТБВ был внедрен в СУО на первых партиях танка Т-64Б (1973 г) и впоследствии заменен на цифровой ТБВ 1В517 (1976 г). Баллистический вычислитель в автоматическом режиме обрабатывал информацию от лазерного дальномера и датчиков входной информации: датчика скорости танка, датчика положения башни по отношению к корпусу танка, сигнала с пульта наведения наводчика (по которым рассчитывались скорость и направление движения танка и цели), датчика скорости бокового ветра, датчика крена оси цапф пушки. Данные о температуре и давлении воздуха, температуре заряда, износе канала ствола пушки вводились вручную.

В прицеле наводчика была независимая стабилизация поля зрения и рассчитанные ТБВ углы прицеливания и бокового упреждения автоматически вводились в приводы пушки и башни, сохраняя неподвижной прицельную марку наводчика.

Советские танковые баллистические вычислители были разработаны в Отраслевой лаборатории Московского института электронной техники (МИЭТ) и внедрены в серийное производство, поскольку в промышленности на тот период не было опыта в разработке подобных устройств. Баллистический вычислитель 1В517 был первым советским цифровым баллистическим вычислителем для танка, впоследствии в МИЭТ были разработаны и приняты на вооружения целый ряд баллистических вычислителей для всех советских танков и артиллерии. В МИЭТ также были начаты первые проработки по созданию интегрированной танковой информационно-управляющей системы.

В СУО первого поколения значительная часть характеристик, влияющих на точность ведения огня, вводилась в ТБВ вручную. При совершенствовании СУО эта проблема была решена, практически все характеристики теперь определяются и вводятся в ТБВ автоматически. 

Начальная скорость снаряда, зависящая от износа канала ствола пушки, температуры и качества пороха, стала фиксироваться устройством определения скорости снаряда при вылете из пушки, устанавливаемом на стволе пушки. С помощью этого устройства ТБВ автоматически вырабатывает поправку на изменение скорости снаряда от табличной для второго и последующих выстрелов этим типом снаряда. 

Изгиб ствола пушки, который изменяется в зависимости от нагрева ствола при темповой стрельбе и даже от солнечного света, стал учитываться устройством учета изгиба, устанавливаемого также на стволе пушки. Сведение линии прицеливания прицела по горизонту и оси канала ствола пушки стало осуществляться не на постоянной усредненной дальности, а по рассчитанной ТБВ дальности в точке нахождения цели.

Температура и давление воздуха, скорость бокового и продольного ветра автоматически учитываются и вводятся в ТБВ с помощью комплексного датчика состояния атмосферы, устанавливаемого на башне танка.

Продолжение следует…

/Юрий Апухтин, topwar.ru/