001
003
005
007
009
011
013
015
017
019
021
023
025
027
028
029
031
033
035
036
037
039
041
042
043
045
047
049
051
053
055
057
059
061
063
065
067
069
071
073
075
077
079
081
083
085
087
089
091
092
093
095
096
097
099
101
103
105
107
109
111
113
114
115
117
119
121
123
124
125
127
129
131
132
133
135
137
139
141
143
145
147
149
151
153
154
155
156
157
159
161
163
164
165
167
168
169
171
173
175
177
179
181
183
185
186
187
188
189
191
193
195
197
198
199
201
203
205
207
209
211
212
Text
                    И КОНСТРУКЦИЯ
ТАНКА
В ДЕСЯТИ ТОМАХ
Под редакцией
д-ра техн, наук проф. П. П. ИСАКОВА
Том 1
ОСНОВЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
РАЗВИТИЕМ ВОЕННЫХ ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН
Редакторы тома канд. техн, наук Э. К. Потемкин,
канд. техн, наук А. С. Шумилов
Москва «МАШИНОСТРОЕНИЕ» 1982

УДК 623.438.3 001 Теория и конструкция танка. — Т. 1. Основы системы управления развитием военных гусеничных машин. — М.: Машиностроение, 1982. 212 с. Книга посвящена вопросам обшей теории танка, объединяющей и систематизирующей частные теории, в которых исследуются основ ные свойства танка и способы их технико-конструкторского обеспече ння. Книга предназначена для руководителей научно-исследовательских и испытательных организаций оборонной промышленности и Миннстер ства обороны, конструкторов, научных работников, преподавателей высших учебных заведений, слушателей военных академий соответству- ющего профиля. Ил. 55. табл. 28, список лит. 12. В книге пронумеровано 212 страниц.
ПРЕДИСЛОВИЕ Одной из наиболее существенных особенностей современного периода развития вооружения в нашей стране является становле- ние совокупности отраслевых систем управления развитием тех* ники; они связаны и взаимодействуют как между собой, так и с аналогичными системами заказчика. Система управления развитием оборонной техники обеспечи- вает комплексный подход к созданию и совершенствованию образ- цов вооружения. В рамках системы развитие каждого образца рассматривается на всем протяжении его жизненного цикла в не- посредственной связи со всей техникой данного типа и вида при всестороннем учете воздействия оперативно-тактических, техниче- ских и экономических факторов. Выбор путей развития образцов вооружения основывается на решении сложной оптимизационной задачи—достичь возможно более высокой эффективности при за- даваемых ограниченных ресурсах; такой подход должен исклю- чать возможность принятия случайных, импровизационных и во- люнтаристских решений. Функционирование системы управления развитием техники основывается на применении научно-технического прогнозирован ня и программно-целевого планирования, на всесторонней тактико- технико-экономической оценке принимаемых решений с использо- ванием обоснованных объективных критериев. Детальный анализ достаточно большого числа вариантов развития обеспечивается современной вычислительной техникой, позволяющей в широких масштабах использовать математическое и натурно-математиче- ское моделирование; автоматизация процессов проектирования и испытаний образцов делает возможным ускорение разработок и повышение их эффективности. В условиях становления системы управления развитием техни- ки по-новому, в значительно более широком плане, должны рас- сматриваться задачи и содержание теорий видов и типов вооруже- ния, в том числе теории танка, проблемам которой посвящен на- стоящий труд. Ранее эта теория охватывала лишь вопросы функ- ционирования танка и его взаимодействия с окружающей средой. Фактически она распадалась на ряд частных теорий, связанных с исследованием отдельных свойств танка. Преобладающее место !• 3
принадлежало теории движения, которой иногда пытались огра- ничить теорию танка в целом. Ныне частные теории должны быть органически объединены, для чего в первую очередь необходима разработка общей теории танка, которая исследует взаимозависимость его основных свойств: огневой мощи, живучести, подвижности и надежности, а также пу- ти оптимизации соотношения этих свойств на основе комплексной оценки боевой эффективности танка. Вместе с тем общая теория охватывает вопросы развития танка на всех этапах его жизнен- ного цикла, включая прогнозирование, планирование развития танков и их конструирование с позиций повышения эффективности. Сочетание общей теории и ряда частных теорий образует комплексную теорию танка как совокупность ряда научно-техни- ческих дисциплин, рассматривающих проблемы создания и функ- ционирования танка. Танк является наиболее типичным предста- вителем бронетанковой техники (БТТ) и базой для создания ряда военных гусеничных машин (ВГМ). Поэтому при исследовании от- дельных вопросов теории целесообразно, а иногда и необходимо выходить за пределы танка как типа ВГМ, обращаясь к более широкой совокупности типов. Например, принципы управления развитием танков (отраслевого прогнозирования, планирования и разработки) в общей теории следует рассматривать примени- тельно к ВГМ в целом, а не только к танкам, выделение кото- рых было бы искусственным; то же относятся к теории движения танка, поскольку движение всех ВГМ, независимо от их функ- ционального назначения, основано на единых технических прин- ципах. С другой стороны, близость назначения различных образ- цов БТТ позволяет распространить ряд положений частных теорий огневой мощи и живучести танка на бронетанковую тех- нику в целом. Советская танковая наука, возникшая на базе оригинальных теоретических школ Военной академии бронетанковых войск нм. Р. Я. Малиновского и Московского высшего технического училища им. Н. Э. Баумана, заложила основы комплексной теориии танка и глубоко разработала ряд частных теорий, в осо- бенности теорию движения ВГМ. За последние годы разработаны существенные разделы об- щей теории: управление развитием ВГМ, исследование и оптими- зация зависимости между отдельными свойствами танка, прин- ципы и методология его комплексной оценки, а также вопросы конструирования, включая автоматизацию. Развитие частных теорий шло по следующим основным направлениям: применение системного подхода к исследованию отдельных свойств танка; решение новых задач, выдвигаемых современным уровнем танковой техники; уточнение отдельных теоретических положений и расчетных параметров с учетом опыта проектирования, испытаний и эксп- 4
луатации новых образцов ВГМ, а также анализа развития зару- бежного танкостроения. В настоящем труде, состоящем из 10 томов, обобщены резуль- таты исследований по всему кругу затронутых вопросов. Мате- риалы, публиковавшиеся ранее в непериодических изданиях, привлечены для сохранения цельности изложения. 1-й том посвящен основам системы управления развитием ВГМ, 2-й и 3-й — вопросам проектирования и испытаний комплекса тан- кового вооружения. В 4, 5 и 6-м томах рассматриваются вопро- сы, связанные с расчетом и проектированием силовой установки, трансмиссии и ходовой части ВГМ. Последующие тома посвя- щены проблемам защиты тайка от средств поражения (в том числе оружия массового поражения), эргономике, динамическим процессам в составных частях ВГМ и условиям эксплуатации танков в окружающей среде. __________________ Авторами 1-го тома являются П. П. Исаков,[Е. И. Магидович 7| Э. К. Потемкин, Н. Н. Вильховченко, В. Н. Епифанов, Н. Г. Изо- симов, А. Я. Комаров, А. Г. Комяженко, Б. П. Лаврищев, Л. Д. Новоженец, А. В. Осипов, В. С. Подольский, В. Я. Соко- лов, В. С. Старовойтов, В. И. Судаков, Л. Е. Сычев, Ф. П. Шпак, А. С. Шумилов.
Глава! ПРОГРАММНО-ЦЕЛЕВОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ВОЕННЫХ ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН 1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Экономика СССР составляет единый народнохозяйственный комплекс, охватывающий все звенья общественного производст- ва, распределения и обмена на территории страны. Социалисти- ческое планирование позволяет сознательно использовать объек- тивные законы общественного развития, соблюдая сбалансиро- ванность его отдельных элементов. Рост экономики социалисти- ческих стран обеспечивает им необходимый оборонный потенциал при значительно меньших затратах на вооружение, чем в основ- ных капиталистических государствах, где правящая верхушка пытается искать выход из кризисных ситуаций в гонке вооружений. Воздействие научно-технического прогресса сказывается в росте темпов развития вооружения и в улучшении качественных характеристик военной техники, связанном, как правило, с ее значительным усложнением. Несмотря на рост производительнос- ти труда, отчетливо проявляется тенденция не только к абсолют- ному удорожанию вооружения (например, новый американский танк М-1 стбит примерно в три раза больше, чем танк M-60AI предшествующего поколения), но и к опережающему росту затрат по сравнению с эффективностью *. В нашей стране поддержание военного потенциала на задан- ном уровне определяется государственными интересами и требует согласованной деятельности по оптимизации процессов создания вооружения как организаций Министерства обороны, так и обо- ронных отраслей промышленности. Критерием оптимизации здесь является достижение максимальной эффективности всей совокуп- * По ориентировочным данным равное приращение эффективности зару- бежного танка без учета инфляции обходится сейчас в 1,5—2 раза дороже, чем 20—25 лет назад. 6
ности создаваемых средств вооружения и военной техники при задаваемых ограничениях по материальным и трудовым ре- сурсам. Решение задачи оптимизации служит ключом к научно обос- нованному планированию развития вооружения и в то же время может осуществляться только в ходе такого планирования. При этом речь должна идти не об отдельных видах или средствах вооружения, а об их комплексе в целом. Задачи оптимизации развития вооружения не могут быть решены в рамках так называемого традиционного или приемле- мого планирования, ведущегося от базы или от достигнутого уров- ня с учетом желаемого или возможного прироста показателей, по- скольку в этих случаях закрепляются сложившиеся пропорции как в распределении ресурсов, так и в соотношении отдельных средств вооружения. Планирование по заказам (заявкам) отдельных потребите- лей— родов войск и служб также не решает задачи оптимиза- ции, поскольку ограниченность информации не позволяет заказ- чику в необходимой мере сопоставить потребности «своего» воо- ружения с потребностями других видов военной техники, оценить возможности его развития на длительный период с учетом инте- ресов «смежников». Пример военных гусеничных машин в этом смысле весьма нагляден. Номенклатура типов и образцов ВГМ обширна, она включает танки, боевые машины пехоты, броне- транспортеры, транспортеры-тягачи, машины ракетных комплек- сов и т. п., причем одни и те же образцы могут входить в штат- ную структуру различных родов войск и служб. С другой сто- роны, требования оптимального развития предполагают комп- лексное создание разнотипных ВГМ в составе семейств, объеди- няющих на единой базе образцы одной категории по массе. Такая система развития не может нормально функционировать при разрозненном планировании. Оптимальное решение задач создания и развития вооружения обеспечивается успешно внедряемым ныне программно-целевым (программным) планированием (ПП). 1.2. ПРОГРАММНО-ЦЕЛЕВОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ВООРУЖЕНИЯ В перспективе программно-целевое планирование должно охватить всё социально-экономическое развитие страны. В прош- лом отдельные долгосрочные планы (например, план ГОЭЛРО) обладали рядом черт программного планирования, однако систе- матизированное применение программных методов применитель- но к вооружению и военной технике начало осуществляться только с 1969 г. Первоочередной выбор этой области планирования в качестве объекта ПП определялся рядом причин, из которых в первую очередь надо назвать возрастание стоимости средств вооружения при жестком ограничении выделяемых на нужды 7
обороны ресурсов, а также определенную трудность осуществле- ния обоснованной и преемственной технической политики в рам- ках пятилетнего планирования. Недостатки традиционных мето- дов планирования выражались, в частности, в не полностью обоснованном росте номенклатуры образцов военной техники, в том числе ВГМ, и в излишних затратах на дублирующие и неза- вершаемые разработки. Работы по программному планированию вооружения одновре- менно охватили два вида программ — программы вооружения (ПВ) и обеспечивающие их программы развития отраслей тех- ники (ПРОТ). Программа вооружения представляет совокупность докумен- тов, определяющих способы обеспечення средствами вооружения и военной техники цели или группы целей (задач), выдвигаемых государством перед его вооруженными силами на программный период. Таким образом, планирование исходит не из сложивших- ся пропорций и достигнутого уровня, а основывается на перспек- тивных задачах и осуществляется сверху вниз, что определяет и структуру программ, дифференцирующихся в зависимости от групп задач. Так, самостоятельные программы могут охватывать задачи стратегического характера, задачи, решаемые на театрах военных действий (ТВД), и др. Фрагмент иерархической структуры одной из ПВ представлен в табл. 1.1. Структура включает пять основных уровней: I — про- грамма. II — подпрограмма (раздел программы). III — вид воо- ружения (военной техники), IV — тип, V —образец (или комп- лекс) вооружения. II и III уровни программ отражают в рамках целевой струк- туры организационное построение управления войсками и разви- тием вооружения. В представленном фрагменте программы II уровень соответ- ствует вооружению сухопутных войск. Это вооружение охваты- вает ряд видов, входящих в III уровень ПВ. Одним из таких видов является бронетанковая техника, объединяющая все ее типы безотносительно к их конкретному функциональному назначению и конструктивному выполнению; в частности, к ней принадлежат не только гусеничные, но и колесные боевые машины, а также бронепоезда, подвижные танкоремонтные заводы и другие средства. Для устранения возможных неясностей имеет смысл подчерк- нуть проявляющееся в этом различие между целевым подходом к классификации, при котором вид вооружения может объеди- нить технически разнородные средства, и отраслевым подходом, объединяющим технически однородные средства, например ВГМ. Конкретизация объектов по их функциям осуществляется на IV уровне ПВ, на котором находятся типы вооружения. Здесь же возможна дальнейшая детализация, учитывающая особенности 8
вооружения. Например, выделяются нс танки вообще, а раздель- но основные и легкие (плавающие). Образец (V уровень) есть конкретный единичный объект но- менклатуры данного вида и типа вооружения, отличающийся от других объектов того же типа своими характеристиками и кон- структивным выполнением. Так, танки Т-54, Т-55, Т-62, Т-64А, Таблица 1.1 Фрагмент структуры программы вооружения 1. Программа 11. Подпрограмма (раздел программы) III. Вид вооружения (военной техники) IV. Тип вооружения (военной техники) V. Образец (комплекс) 1. Средства стратегичес- кого назна- чения 2. Вооруже- ние и воен- ная техника сухопутных войск для различных ТВД 01. Вооруже- ние н техника сухопутных войск 01. Наземное ра кетное вооружение ... И! ш 04. Зенитное ар- тиллерийское вооружение 03. Полковое зе- нитное артилле- рийское вооружс ние ЗСУ-57-2. ЗСУ-23-4 07. Бронетанко- 01 Основные тан Т 54. Т-62, вая техника ки Т-72 02. Легкие тапки ПТ-76 Т-72 и другие являются образцами одного и того же типа вооруже- ния (основных танков). В число объектов этого уровня входят как образцы, состоящие на вооружении, так и разрабатываемые; иными словами в состав каждого типа вооружения входит но- менклатура ряда поколений: предшествующих (за исключением образцов, снятых с вооружения), современного и последующих, чем обеспечивается полный охват объектов и их преемственность. На V уровне в отдельных случаях может находиться не обра- зец. а комплекс, состоящий из нескольких неодинаковых образ- цов, например ракетный комплекс, комплекс средств наблюде- 2 Зак. 12с 9
ния, связи и др., тогда входящие в него образцы переносятся на дополнительный, VI уровень, на котором находятся основные комплектующие изделия, поставляемые в законченном виде для создания образца. Таким образом, обеспечение программных целей реализуется через совокупность всех образцов, входящих в V уровень. Сущность оптимального решения задачи планирования в ко- нечном счете сводится к созданию такой совокупности, которая как по общему количеству изделий, так и по соотношению от- дельных типов и образцов вооружения в пределах выделяемых ресурсов обеспечивала бы наиболее эффективное осуществление поставленных в программе целей. При этом подразумевается, что характеристики образцов развиваются с целью поддержания их на необходимом уровне, для чего производится своевременное обновление техники. Для решения этих задач необходимо сосредоточить всю ин- формацию об образце в едином документе, охватывающем пол- ный жизненный цикл этого образца. Таким документом при про- граммном планировании вооружения является сквозной план образца, который, будучи первичным документом программы, за- нимает в ней особое место. Через него реализуется принцип сквозного планирования (от начала разработки до конца эксп- луатации образца), кроме того сквозной план связывает между собой целевые и обеспечивающие программы, т. е. программы вооружения и развития отраслей. Безотносительно к тому, что один и тот же образец может обеспечивать несколько программ, на него составляется единый сквозной план, входящий в состав «главной» для этого образца программы. Сквозной план танка, например, войдет в программу для ТВД, в которой будут учитываться потребности в образцах данного типа вооружения для всех остальных программ, что спо собствует также концентрации информационных данных. В табл. 1.2 с некоторыми сокращениями приводится пример- ная форма сквозного плана единицы номенклатуры вооруже ния — комплекса или образца (для ВГМ это будет, в основном, образец). Как видно из формы, план содержит в концентриро- ванном виде необходимые данные, характеризующие создание и развитие образца, с упором на потребные для этого ресурсы. Конкретные цифровые показатели плана разбиваются по ка- лендарным срокам программы. Сквозной план подписывается ответственными представителями заказчика и отрасли, позле чего он принимает обязательный характер для обеих сторон. Таким образом, сквозные планы в процессе формирования программ обеспечивают сбалансированность программы по ре- сурсам и содержат ряд необходимых сведений для оптимизации использования последних. В окончательно утвержденном виде сквозные планы дают четкое представление о перспективах раз- 10
Сквозной план (комплекса, образца) (Шифр и наименование комплекса, образца) (Головной разработчик -министерство, организация) (Заказывающее управление — номер войсковой части) (Основание на разработку) 1. Общие данные по комплексу (образцу) Таблица 1.2 Форма 86 Показатели Время разработки: начало окончание Время серийного производства: начало окончание Предполагаемый источник финансирования разработки Полная стоимость разработки, в том числе стоимость изготовления опытных образцов, млн. руб. Количество опытных образцов, намечаемых к изготовлению, шт. Плановоусловная цена (ориентировочная стоимость), тыс. руб.: на период освоения серийного производства на период серийного производства Капитальное строительство объектов МО под монтаж комплекса (образца), тыс. руб.: опытных на испытательных базах серийных Ориентировочная потребность в поставках, шт., тыс. руб.: всего в том числе на 1981—1990 гг Тип базовых шасси для подвижных образков (наименование) 2* 11
Продолжение табл. 1.2 2. Затраты на разработку комплекса (образца), тыс. руб. м по пор. Наименование До 1.01. 1981 г 1981-1985 гг. 1986-1990 гг. 1991-1995 гг. сего в том числе на 1985 г. всего в том числе 1946 г. 1987 г. 1988 г. 1989 г. 1990 г. 1 2 Опытно-конструкторские работы Всего В том числе: эскизное, техническое и рабочее проектирование изготовление опытных образцов Работы по основным со- ставным частям комплекса (образца) из общего объ- ема опытно конструктор- ских работ Продолжение- табл. 1.2? 3.. Поставки-комплекса (образца): м по nag, Наименование Поставки< крхщ.щкса (обг разца): количество, шт.* стоимость, ты?- руб Поставки-, основных об- разной'. (соетарляющ1и ком» плене?), шт« 5 1981-1985 гг. 1986—199IXU г.- * Мкннс- тчретко 8^ТОМ ЧНСЛе иаЛ19&3 г. ВчРО г н томьпнеле .... <9*i Га 1987 ‘г. 1988 гг 1989^. 1990 г. 3 t f t * * « 3 Z 1 3 i з i 3 ! 1 1 э 3 3 ) 1 • - S 199Ь- |»5 гг.
вития образцов в динамике, а необходимые изменения в сквоз- ные планы могут вноситься в ходе корректировки программ. Сквозные планы выявляют также потребность в основных со- ставных частях образцов, что позволяет организовать разработ- ку комплектующих изделий, а затем и производство их с таким опережением по отношению к образцу, которое обеспечивает за- данные сроки его создания. Программы вооружения разрабатываются на длительный срок—10 или 15 лет (две или три пятилетки), пересматриваются и продлеваются каждые 5 лет, так что каждая последующая про- грамма вступает в действие с началом очередной пятилетки. Бла- годаря этому обеспечивается сочетание долгосрочности программ с их непрерывностью, причем соответствующие отрезки про- грамм содержат исходную информацию для формирования пяти- летних планов. Обеспечение программ вооружения программами развития оборонных отраслей техники. Перестройка планирования воору- жения по целевому принципу требует соответственной перестройки планирования производства путем создания обеспечивающих программ — программ развития оборонных отраслей техники (ПРОТ). Программа развития должна охватывать всю продукцию от- расли и необходимую для ее создания базу (производственную, проектно-конструкторскую и научную). Это требование очевидно, если учитывать органичное единство базы отрасли. Однако про- дукция последней различается как по назначению, так и по со- ставу потребителей. В оборонной промышленности программа включает прежде всего основную для нее или профилирующую оборонную продукцию (для отрасли — военные гусеничные ма- шины); кроме того, могут производиться изделия других видов военной техники, а также продукция народнохозяйственного на- значения и товары народного потребления, на которые програм- мные методы пока не распространяются. Это вносит определен- ные затруднения в разработку ПРОТ. Осложняющим обстоятель- ством в условиях ограниченного распространения программного планирования является также рассредоточение выпуска оборон- ных изделий по предприятиям ряда ведомств, среди которых имеются и необоронные. Так, военные гусеничные машины произ- водятся на предприятиях нескольких министерств, включая Минавтопром, Минсельхозмаш и другие. Отрицательные послед- ствия такого положения смягчаются тем, что общее руководство технической стороной развития профилирующей продукции, фор- мирование технической политики и контроль за ее осуществле- нием сосредоточены в министерстве, которое является ведущим для данного вида продукции. Этот принцип был узаконен еще до введения программного планирования и, естественно, потребовал некоторого пересмотра в условиях перехода к ПП. 14
С учетом перечисленных обстоятельств может быть дано следующее определение: программа развития отрасли техники представляет собой совокупность до- кументов, определяющих направления деятель- ности отрасли и ее развитие на основе соот- ветствующих программ вооружения для их обес- печения. Такая формулировка предусматривает отражение в ПРОТ также и вопросов создания и развития непрограммируе- мой продукции, ио без осуществления в этой части целевых прин- ципов. Структура и содержание ПРОТ. Структура программы развития отрасли отражает структуру самой отрасли, так что каждому уровню последней соответствует определенная группа плановых документов. Поэтому полная возможная структура ПРОТ вклю- чает уровни: министерство, главное управление, производствен- ное (научно-производственное) объединение, предприятие, обра- зец, причем в реальной структуре отдельные звенья (уровни) мо- гут отсутствовать. ПРОТ должна отражать целевой принцип планирования, при- менительно к структуре это определяет «нисходящий» характер построения ПРОТ, которая на уровне отрасли представляет собой не свод программ низших уровней, а целостный комплекс, разра- батываемый совместно с соответствующей ПВ. Поэтому доку- менты низших уровней (за исключением сквозных планов) могут рассматриваться как выписки из отраслевой программы, включающие информацию в объеме, необходимом для данного объединения или предприятия. Содержание ПРОТ диктуется ее обеспечивающим назначением. В документации программы должны быть представлены сведе- ния: во-первых, о развитии изделий отрасли в качественном и количественном аспектах и во времени, во-вторых, о деятель- ности самой отрасли, позволяющей осуществить это развитие. Наличие второй группы сведений отличает ПРОТ от ПВ, хотя и по первой группе, относящейся к образцам и изделиям, между обоими видами программ имеются определенные различия. Документы, составляющие ПРОТ, должны содержать сле- дующую информацию: номенклатуру образцов отрасли, сгруппированную по видам и типам техники; перспективную схему обновления образцов (модернизации и смены поколений), выходящую по срокам за пределы действия программы: сводный план загрузки проектно-конструкторской базы; сводный план выпуска изделий с разбивкой по предприятиям; тематику НИР, обеспечивающих развитие образцов отрасли; план развития производственной и ’'опытно-конструкторской базы: смету затрат на развитие изделий и самой отрасли. 15
кроме того, неотъемлемой частью ПРОТ являются сквозные планы образцов. Основой каждого сквозного плана образна для программы развития отрасли является рассмотренная выше еди- ная форма 86 (ем. табл. 1.2). Отраслевой сквозной план может содержать дополнительную информацию, детализирующую про- должительность отдельных частей разработки (по видам ОКР), затраты по каждой части, а также отражать динамику формиро- вания определяющих характеристик образца. Дополнением к Отраслевому сквозному плану может служить сетевой график развития образца, включающий необходимую ин- формацию о создании составных частей. Обобщенные результаты разработки ПРОТ находят выраже- ние в таблицах объема работ По каждой из программ вооруже- ния для производственного главного управления и министерства в целом. В эти таблицы заносится номенклатура образцов, под- лежащих разработке и производству в программный период (или перечень видов работ), с разбивкой планируемых показателей (количество, стоимость) по годам. Сводные показатели по промышленному министерству (глав- ному управлению) отражаются в ведомости, где, кроме оборон- ной продукции, охватываемой программами вооружений, учиты кается остальная продукция отрасли. Это позволяет комплексно оценить характерйстйки развития самой отрасли и ее технпко- экояомические показатели. В ведом ость входят следующие основные показатели: товарная (валовая) продукция, в том числе военная, с выде- лением объема поставок (в денежном выражении); фондоотдача; капитальные вложения с выделением основных направлений; ввод в действие основных фондов; объем научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. 1.3. ОСНОВЫ СОВМЕСТНОЙ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММ ВООРУЖЕНИЯ И ПРОГРАММ РАЗВИТИЯ ОТРАСЛЕЙ Прй существенном различии в характере программ вооруже- ния и программ развития отраслей, а также несмотря на опреде- ленную самостоятельность тех н Другйх программ, они тесно связаны и взаимозависимы. Поэтому их разработка может осу- ществляться тблько совместно посредством ряда последователь- ных приближений, т. е. в итерационном порядке. Такой подход к формированию программ и оптимизационная природа этой за- дачи предполагают, что подготовка проектов программ осуществ- лЙё-К’Я силами научно-исследовательских организаций Мини- стерств обороны и оборонной промышленности. На завершающем этапе оейовная ролЬ Иёреходит к заказывающим (подразделениям Министерства обороны и производственным главным управле- ниям министерств оборонных отраслей промышленности. 16
Целевая природа планирования и разработка программ со- вместными усилиями заказчика и отрасли предполагают наличие «третьей стороны», планирующей распределение ресурсов между программами, корректирующей их использование в пределах отдельных программ и координирующей деятельность разработ- чиков. Такне функции принадлежат Госплану СССР. Отраслевые разработчики программ участвуют в формирова- нии ПВ (проверяют реализуемость заявок заказчика и вносят предложения по корректировке их проектов) и одновременно под- готавливают проект ПРОТ. Схематически этот процесс может быть представлен н после- довательности, описанной ниже. i. Проверяются реализуемость проекта номенклатуры образ- цов, предъявляемого заказчиком на основании предварительных исследований, проведенных с учетом целевых требований про- граммы в целом, их обеспеченность при наличном составе воору- жения и финансовые возможности, предварительно определяемые Госпланом. 2. В отрасли предлагаемая номенклатура рассматривается и оценивается ео следующих точек зрения: целесообразности реализации каждого из предлагаемых об- разцов в пределах данной отрасли (например, создания их на гусеничном, а не нд колесном шасси); отсутствия дублирования по функциональному назначению или определяющим характеристикам существующих и предлагае- мых образцов с учетом возможности объединения функций не- скольких образцов в одной машине; распределения номенклатуры по семействам и выбора базо- вых образцов Для каждого Из них; ориентировочной оценки возможности реализаций номенкла- туры по Общему И срокам, Исходя из уровня отрасли и ее пер- сйеКтйй. Результаты айализа представляются заказчику (при необхо- димо.ги в а.илернагивных варнашах, учитывающих возмож- нее раНичпй И разЙгЖ1й производственной и проектно-конструк- торской базы отрасли). 3. После окончательного установления номенклатуры выпол- няется развёрнутая проверка реализуемости запрашиваемого за- казчиком развития образцов отрасли и подготовка плановых дан- ных по его обеспечений. Исследования этого этапа выявляют: возможность обеспечения выполнения требований заказчика по имеющимся научно-Тёхйнческкм возможностям отрасли и осу- ществимость в заданные сроки проведения научно-исследователь- ских рабо+ (обстав которых должен быть определен и обоснован); обёёЙёЧёшЮёть разработок новЫх образной и Их сёрййИого нрдизъодгтйЯ нроемтйо-конструКторскбй и производственной бйзой; 17
потребность в составных частях (системах и узлах), изготав- ливаемых другими отраслями, и возможности ее удовлетворения по характеристикам, срокам и объемам. На основе результатов этого этапа составляются проекты сквозных планов на образцы, которые войдут в программу, вно- сятся предложения по корректировке заявляемых заказчиком ха- рактеристик и подготавливаются проекты сводных данных по развитию отрасли в целом. 4. Окончательно согласовываются проекты сквозных планов, причем в случае несовпадения позиций заказчика и отрасли ре- шение переносится на более высокий уровень. Возможны следую- щие варианты: вы деление дополнительных ресурсов для развития отрасли; сокращение номенклатуры образцов; из менение параметров или характеристик отдельных образцов; из менение сроков разработки и начала производства об- разцов; сокращение объема выпуска. Аналогичным путем рассматривается обеспечение образцов составными частями (комплектующими изделиями), поступаю- щими из других отраслей. Наличие согласованных сквозных планов позволяет перейти к подготовке окончательных проектов сводных документов ПРОТ, чем и заканчивается исследовательская часть формирова- ния программ. На всех этапах подготовки проектов программ особое значе- ние придается комплексному тактико-технико-экономическому обоснованию предлагаемых решений. Это в особенности относит- ся к предложениям по изменению номенклатуры образцов, их характеристик и к проектам сквозных планов. Альтернативные варианты обязательно должны сопровождаться сравнительными данными, позволяющими всесторонне обосновать выбор. Во всех случаях, когда проекты в целом или в той или иной их части можно проверить на оптимизационных моделях, такая проверка обязательна. Если программы разрабатываются не заново, а в порядке «на- ращивания» действующих ПВ и ПРОТ, объем программных про- работок сокращается. В этом случае требуется произвести уточ- нение и пополнение номенклатуры, скорректировать и продол- жить схему обновления образцов, составить проекты сквозных планов на образцы, вновь подлежащие разработке, заявки на комплектующие изделия, а также выполнить процедуры поэтап- ного согласования проектов в нужном объеме, после чего могут быть сформированы обобщающие документы^ программ. Разработка проектов ПРОТ непосредственно на уровне от- расли (подотрасли) не исключает, а предполагает участие в ней организаций и предприятий низших уровней, роль которых особо 18
значительна на стадии проверки реализуемости заявок, когда выявляются возможности и ресурсы предприятий. С другой сто- роны, действующие ПРОТ кладутся в основу проектов очередных пятилетних планов, разработка которых начинается на пред- приятиях. Программное планирование осуществляется в отрасли ВГМ около 10 лет. За это время были проверены и подтверждены по- ложительные стороны метода: целевой характер, комплексность и сбалансированность, долгосрочность, непрерывность, сквозное планирование образцов. Большое значение для упорядочения номенклатуры и выпол- нения сроков создания образцов имела проверка реализуемости заявок, впервые осуществленная в комплексном порядке приме- нительно ко всему содержанию программы, а не к отдельным образцам по мере возникновения потребности в них. Само по себе введение проверки реализуемости как регулярной процедуры ПП сыграло большую дисциплинирующую роль. Непосредствен- ным итогом этой работы явилось исключение разработок образ- цов, не обеспеченных последующим серийным производством. Такие случаи, имевшие место ранее, приводили не только к замо- раживанию (а иногда и к потере) значительных средств, но и к моральному старению образцов уже в начале стадии произ- водства. Программное планирование способствовало более четкому обеспечению головных предприятий отрасли комплектующими изделиями, изготовленными на других заводах. Для сложных образцов, какими являются ВГМ, значимость этого фактора осо- бенно очевидна. Кроме того, благотворно сказывается создаваемое при про- граммном методе целостное представление о развитии ВГМ как единого комплекса в течение 25 лет и более. В частности, наме- чаемое обновление образцов (включая смену поколений) позво- ляет четко спланировать по содержанию и срокам широкий круг научно-исследовательских работ, необходимых для его обеспече- ния. Одновременное обновление ряда типов ВГМ облегчает фор- мирование семейств, так как позволяет с опережением разраба- тывать базовый образец с учетом требований модификаций. 1.4. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ВГМ В УСЛОВИЯХ ПРОГРАММНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ Особенности развития военных гусеничных машин опреде- ляются тремя группами факторов, зависящих от: состава и струю туры ВГМ в целом и комплекса характеристик их образцов; спе- цифики отрасли; взаимоотношений с другими отраслями и орга- низациями заказчика. —- 19
Наибольшее йлийнне й$ особенности раЗййтий ВГМ б^зы-* вйКуг: оДйбтппНостй технической базы машин различного йазйичё- нйя, обусловливающая цёлесообразность формйрбйайия йсёй но- менклатуры в ограниченном числе семейств; мпотокомпонентность образцов, определяющая необяодймость согласования разработки образца в целом с разработкой его со- ставных частей; сложившаяся специализация производственных н проектно- конструкторских предприятий отрасли; рассредоточение создания ВГМ по нескольким промышлен- ным министерствам; уровень взаимоотношений с организациями заказчика. Влияние перечисленных выше факторов на развитие ВГМ взаимозависимо и часто противоречиво, что можно проследить На примерах решения отдельных задач. Формирование и реализация номенклатуры ВГМ в составе семейств. Разработка, согласование и утверждение номенклату- ры образцов—один из существенных этапов подготовки проек- тов как ПВ, так и ПРОТ. Для ВГМ сложность этого этапа усу- губляется многообразием функционального назначения и специа- лизации образцов, что определяет их большую номенклатуру. В то же время номенклатуре ВГМ присуща общность, определяе- мая единством технической основы, на которой выполнены все образцы, что и обусловливает их принадлежность к данйои кон- кретной отрасли техники. Эта общность в свою очередь основана на одинаковый или близких требованиях к некоторым характе- ристикам подвижности машин, вытекающих из их военного при- менения и взаимодействия. Упомянутый выше начальный отбор номенклатуры основывается прежде всего на решении вопроса: обязательно п целёеЬобраЗио лй выполнить каждый предлагае- мый образёй па быстроходной гусеничной базе, т. ё. относить его к чгкглу ВГМ. Лишь пЬсле ifbro ра^ейатрпйаютей Возможность сой»1етёния фукША и устргтйёнйё дублир6йа'й11я о-Мельйых об- разцов. Общность теХййческой базы и близость Характеристик под- вижности для значительной части номенклатуры ВГМ* пред- определяет возможность ее реализации в ограниченном числе групп образцов, называемых семействами ВГМ н состоящих из базового образца и ряда модификаций. Для выбора и обоснования путей создания семейств ВГМ следует выявить то наиболее общее, что присуще всем этим ма- шинам независимо от их назначения. Есл«н условно раздёлить функции различных типов ВГМ на боевые и транспортные, то • УнмкйЛЪЯйё Характеристики образца могут потребовать его индивгн- дуального исполнения; этот вопрос должен разрешаться в каждом отдельном случае. 20
общность присуща последним, что определяется необходимостью обеспечить подвижность всех типов ВГМ в широком, но опреде- ленном диапазоне дорожно-климатических условий. Данная общность и является предпосылкой применения гусеничного дви- жителя. Кроме того, высокоманевренный характер боевых дейст- вий и необходимость обеспечения автономности войсковых соеди- нений приводят к нивелированию требований к подвижности ос- новных технических средств сухопутных войск. Тесное взаимо- действие боевых машин и машин обеспечения в ходе выполнения общих задач выдвигает для тех и других практически единые высокие требования к подвижности и определяющим ее факто- рам (удельной мощности, средним и максимальным скоростям движения, запасу хода, среднему удельному давлению, возмож- ности преодоления препятствий, транспортабельности по желез- ной дороге и с помощью авиации, долговечности, эргономическим характеристикам и др ). Указанные обстоятельства выдвигают в качестве наиболее целесообразного пути для создания семейства применение уни- фицированных основных составных частей шасси, которые опре- деляют характеристики подвижности машин и в известных пре- делах могут быть общими по конструктивному исполнению для образцов различного назначения. В каждом семействе имеется базовое шасси, которое обеспе- чивает размещение и транспортирование основного оснащения образцов этого семейства независимо от различий, определяемых их функциональным назначением. Все образцы семейства при- надлежат к одной категории по массе, а совокупность категорий охватывает весь диапазон ВГМ. Границы диапазона и его деле- ние на категории изменяются по мере развития техники. В на- стоящее время номенклатура отечественных ВГМ включает в себя четыре категории по массе: особо легкую (до 8 т), легкую (до 18 т), промежуточную (до 35 т), среднюю (до 50 т). Не исклю- чается возможность создания также семейства тяжелой кате- гории. В основе выбора количества категорий и обоснования их гра- ниц лежит функциональная и технико-экономическая целесооб- разность при определяющей роли обеспечения боевой эффектив- ности образцов. Организационно вся номенклатура образцов в составе се- мейств закрепляется типажом ВГМ. Типаж представляет собой устанавливаемую на определенный срок номенклатуру образцов ВГМ, подлежащих разработке, про- изводству (или и тому, и другому). Все образцы, для которых приводятся определяющие показатели, а также временные гра- ницы этапов жизненного цикла, распределяются по семействам в рамках диапазона по массе, разбитого на ограниченное число категорий. В каждом семействе выделяется базовый образец. 21
Длительность действия типажа может совпадать или не со- впадать со сроками ПВ и ПРОТ. В первом, оптимальном случае разработка нового типажа совмещается с установлением оконча- тельной номенклатуры образцов для программ. Во втором слу- чае действующий типаж является основой для отбора номенкла- туры образцов, включаемых в программу (что, разумеется, не исключает внесения отдельных поправок). Типаж дополняется типоразмерными рядами основных со- ставных частей шасси, из которых производится выбор для базо- вых образцов ВГМ. При разработке шасси базового образца должны учитываться «нужды» всех модификаций семейства. Конструктивные решения базового шасси должны предусматривать возможность измене- ний, вызываемых специфическими требованиями отдельных моди- фикаций. Так. следует предусматривать осуществимость вариан- тов компоновки с задними и с передними ведущими колесами (последний, в частности, для транспортных и некоторых спе- циальных модификаций), специфику военных инженерных ма- шин (обеспечение дополнительного отбора мощности, расшире- ние диапазона малых скоростей, частое и быстрое реверсирова- ние и др.), варьирование числом опорных катков и др. Весьма существенным является вопрос о назначении базового образца для каждой из категорий по массе. Его решение не вы- зывает затруднений, когда в данной категории имеется стабиль- ный, превосходящий остальные как по значимости в своем виде техники, так и по объему производства тип ВГМ. Классическим примером базового образца является основной танк. При отсут- ствии столь очевидного решения необходим комплексный учет всех факторов. В их числе, кроме «представительности» типа и объема производства, имеет значение уровень требований и сте- пень использования конструктивных решений базового образца в возможно большем числе модификаций. Создание (модернизация) семейства должно начинаться с разработки (модернизации) базового образца, при этом следует учитывать исторически сложившуюся и оправдавшую себя спе- циализацию проектно-конструкторской базы отрасли ВГМ по ка- тегориям образцов. При наличии нескольких КБ, разрабатывающих образцы одной и той же категории, целесообразно практиковать разра- ботку некоторых из них (преимущественно базовых образцов нового поколения) в двух или более КБ на конкурсных началах. Конкурсная разработка доводится до заранее определенного этапа ОКР. после чего выбирается преимущественный вариант или принимается решение о создании компромиссного варианта. После этого разрабатывается только один базовый образец (глав- ный конструктор которого координирует разработку всего се- мейства и обеспечивает выполнение дополнительных требова- 22
ний), а высвободившиеся силы используются для создания моди- фикаций. Отечественная промышленность в послевоенный период нако- пила положительный опыт создания семейств ВГМ, начиная с семейств машин на базе легкого танка ПТ-76 и основного Т-54. Ряд образцов ВГМ реализован на базе транспортера-тягача МТ-ЛБит. д. Рис. 1.1. Пример семейства образцов ВГМ на базе основного танка ФРГ Самоходное орудие 15S/CGT Реализацию номенклатуры в составе семейств с использова- нием опыта Советского Союза в последние десятилетия начали осуществлять также и капиталистические страны —США, Фран- ция, ФРГ и др. В качестве базовых образцов выбираются наи- более массовые машины основные танки, БМП («Мардер» в ФРГ), бронетранспортеры (М-113 в США). В качестве примера на рис. 1.1 приведен состав семейства на базе основного танка «Леопард-1» (ФРГ). Семейство включает образцы, различные по функциональному назначению, в том числе средства огневой поддержки и специальные машины обеспечения (РЭМ, инже-
мерные машины), причем для всех образцов характерна высокая степень унификации шасси. Составные части ВГМ, особенно двигатели, также могут быть реализованы в составе семейств. Примером может служить се- мейство из 13 типов двигателей мощностью от 70 до 1000 кВт, созданное американской фирмой «Континенталь». В ФРГ фир- мой MTU также разработано семейство унифицированных быст- роходных дизелей мощностью от 350 до 1300 кВт. Обеспечение образцов ВГМ составными частями. Очевидным условием обеспечения создания или совершенствования образцов является наличие совокупности составных частей для них. Сте- пень их конструктивно-технологического совершенства и надеж- ности должна, как правило, исключать доводку в условиях эксплуатации изделий. Иначе говоря, создание и отработка со- ставных частей должны идти с таким опережением разработки образца, чтобы исключить возможность «экспромтных» решений и тем более задержек в процессе нормального освоения и приме нения машины. В то же время общность принятых решений, объединяющая образцы ВГМ, предопределяет подготовку научно-технического задела, как правило, без привязки к конкретному образцу, а для всей категории по массе или даже для нескольких категорий. Это относится к поисковым и значительной части прикладных НИР в отрасли ВГМ. Необходимо отметить сосредоточение разработки и произ- водства большинства составных частей, в частности вооружения, прицельных устройств, приводов наводки и др., за пределами отрасли ВГМ, т. е. получение их в качестве комплектующих изде- лий. Отраслевые научно-исследовательские работы должны пре- дусматривать обоснование требований к комплектующим изде- лиям, сравнительный анализ их номенклатуры (как наличной, так и перспективной) и исследование функционирования этих составных частей в образце. Отсутствие в отрасли специализированных предприятий по производству составных частей шасси ВГМ (исключение в опре- деленной мере составляют двигателя) определяет их создание на заводах-изготовителях образцов. Указанные факторы должны отражаться в документах ПРОТ —планах научно-исследователь- ских н опытно-конструкторских работ, сквозных планах образцов и сетевых графиках разработки последних.
Глава 2. ПРЕДПРОГРАММНОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ВГМ 2.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Элементы научно-технического прогнозирования всегда явля- лись составной частью создания любого вида военной техники, включая и военные гусеничные машины. Правильность или оши- бочность результатов прогноза, как и в любом другом деле, ока- зывают большое влияние на развитие военной техники. Достаточ- но сослаться на неверные прогнозы характеристик ВГМ в фа- шистской Германии, США, Великобритании и Франции накануне второй мировой войны и сравнить их результаты с правильным выбором направления развития советского танкостроения. Переход к программному планированию выводит научно-тех- ническое прогнозирование на новый уровень, превращая его из совокупности разрозненных мероприятий в одно из основопола- гающих звеньев единой и цельной системы управления развитием ВГМ. Это в свою очередь по-новому ставит ряд вопросов содер- жания и методологии прогнозирования. Существенно возрастает глубина прогнозов во времени (упреждение прогноза), увеличи- вается объем выдаваемой информации и повышаются требования к ее научной обоснованности, значительно расширяется состав участников прогнозных исследований. Из всей совокупности прогнозов наибольшее значение при программном планировании приобретают предпрограммные прогнозы, обеспечивающие создание необходимого информацион- ного массива для разработки ПВ и ПРОТ. а также позволяющие определить направления научно-исследовательских работ для обеспечения спрогнозированного развития ВГМ, формирования их номенклатуры. 2.2. ДОЛГОСРОЧНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ В ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ПРОГНОЗ - ПРОГРАММА - ПЛАН Для понятия прогноза предлагалось большое число определе- ний, в частности КЗ. В. Чуев определяет прогноз как конечный результат предсказания и прогнозирования; в его представлении предсказание — искусство суждения о будущем состоянии объек- 25
та, основанное на субъективном «взвешивании» большого числа качественных и количественных факторов, тогда как прогнозиро- вание—исследовательский процесс, в результате которого полу- чаются вероятностные данные о будущем состоянии объекта. Заслуживает внимания и может быть принято за основу опре- деление прогноза, даваемое В. А. Лисичкиным: прогноз —это научно обоснованное представление о будущем, фиксирующее в понятиях какой-либо области познания ненаблюдаемое событие и содержащее указание на пространственный или временной ин- тервал, внутри которого произойдет это событие. Существенным в этом определении является то, что прогнозирование опирается на фактический материал и закономерности какой-либо области познания (науки, техники) и его результаты (прогнозы) фикси- руются в понятиях (на языке) данной области. В отраслевых научно-исследовательских организациях осу- ществление конкретных прогнозов входит в функции научных отделов по их направлениям; небольшие по численности спе- циальные «прогностические» подразделения обеспечивают мето- дическое руководство, координацию и обобщение результатов прогнозирования. То же справедливо для конструкторских бюро, разрабатывающих образцы ВГМ, если иметь в виду, что сама разработка перспективного образца (по крайней мере на ее на- чальных этапах) может рассматриваться как непосредственно прогностическая деятельность. В социалистическом хозяйстве прогнозирование неразрывно связано с планированием. Однако между прогнозом и планом имеются существенные различия, поскольку результатом прогно- зирования является информация для обеспечения принятия и вы- полнения решения, а в плане излагается само решение. В отличие от планов прогнозы допускают определенную несбалансирован- ность и многовариантность; последнее способствует полноте пред- плановой информации, предоставляя свободу выбора для руково- дителя, принимающего решение. Правда, итерационная разработ- ка комплекса прогнозов часто позволяет указать рекомендуемый вариант, но это не исключает информации об остальных возмож- ных решениях. Как уже указывалось, применение программно-целевых мето- дов определяет последовательность разработки долгосрочных программ, среднесрочных (пятилетних) и краткосрочных (годо- вых) оперативных планов, которым предшествует прогнозирова- ние. Образуется последовательность прогноз—программа—план, где долгосрочный прогноз осуществляется в интересах очередной программы. Упреждение этого прогноза, называемого предпро- граммным, должно составлять не менее 20 лет, так как к сроку действия будущей программы (15 лет) следует добавить дли- тельность ее разработки (порядка трех лет). Кроме того, прогноз должен выходить за сроки окончания программы, чтобы в по- 26
следней могли получить обоснованное отражение разработки с поздними сроками реализации. Из сказанного выше следует, что в 1982—1983 гг. должна быть спрогнозирована программа развития отрасли на 1986— 2000 гг., т. е. ко времени начала ее разработки. Другие прогнозы, составляемые в интересах очередного пятилетнего плана с упреж- дением 5—8 лет и в интересах разрабатываемой и действующей программ (в порядке конкретизации и корректировки предпро- граммного прогноза) с упреждением до 15 лет, выполняются непосредственно в ходе разработки соответствующих документов. Изложенная классификация по упреждению не только опре- деляет конкретные сроки прогнозирования по каждому виду про- гноза, но и является единой для всех видов вооружения, то есть не связана с длительностью жизненных циклов отдельных его видов; это важно для межотраслевой и межведомственной коор- динации работ по прогнозированию. Предпрограммные прогнозы осуществляются непрерывно при дискретной регулярной выдаче их результатов со сдвигом в 5 лет (аналогично ступенчатости программ). Наряду с такими регу- лярными прогнозами в ходе отраслевого непрерывного прогнози- рования должна быть обеспечена выдача внесрочных прогнозов- п редупреждений. Прогноз-предупреждение оповещает заинтересованные орга- низации о возможном предъявлении новых, повышенных требо- ваний к образцу в связи с изменением условий его применения (например, создание новых средств борьбы с танками) или при- данием новых функций, о появлении новых научно-технических принципов, могущих привести к качественному скачку в уровне характеристик объекта, а также о качественно новых явлениях в смежных отраслях техники, потенциально применимых для ВГМ, и т. д. Прогноз-предупреждение может содержать указания о необ- ходимых для его реализации мероприятиях, в частности, о допол- нительных поисковых или прикладных НИР, кроме того, должны быть указаны возможные сроки осуществления прогноза. 2.3. СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ ДОЛГОСРОЧНЫХ ПРОГНОЗОВ ВГМ При прогнозировании в интересах программ развития содер- жание и состав прогнозов непосредственно согласуются с содер- жанием программ, отличаясь лишь меньшей степенью детализа- ции. При этом непосредственно связанные между собой объекты прогнозирования объединяются в направления, а последние — в области (сферы) прогнозирования. Применительно к отрасли ВГМ можно назвать три направления прогнозирования. 1. Научно-техническое, объединяющее вопросы развития ос- новных свойств, тактико-технического и конструктивного уровня типов ВГМ, а также определения сроков обновления образцов. 27
2. Производственно-экономическое, включающее в себя про- гнозирование технологии производства, трудовых и материаль- ных затрат на разработку и изготовление ВГМ. 3. Направление развития мощностей отрасли, включающее прогнозы возможностей предприятия, НИИ и КБ с учетом пер- спектив капиталовложений и капитального строительства. Совокупность этих направлений образует область отрасле- вых прогнозов. В научно-техническом направлении можно выделить следую- щие объекты прогнозирования: конкретные характеристики типов (образцов) ВГМ и их со- ставных частей; развитие соотношения отдельных свойств данного типа ВГМ (например, для танка—огневой мощи, живучести и подвиж- ности); вероятность применения новых для образца или его состав- ных частей принципов действия или новых конструктивных реше- ний к сроку упреждения (или вероятное время реализации дан- ного принципа); длительность этапов жизненного цикла и сроки обновления образцов (смены поколений); перспективность и относительная значимость отдельных на- правлений НИР. Общее представление о направлениях и объектах области от- раслевого прогнозирования ВГМ, связях между ними, а также с другими областями прогнозов дает фрагмент схемы отраслевого прогнозирования, представленный на рис. 2.1, на котором выде- лено и относительно детально развернуто направление научно- технического развития ВГМ. Два остальных направления, а так- же связанные области прогнозирования, к которым относятся прогнозы, определяющие развитие вооружения вообще и ВГМ в частности (общенаучные, военно-политические и военно-техниче- ские), а также прогнозы смежных оборонных и необоронных отраслей на рис. 2.1 лишь обозначены для показа связей, сущест- вующих между элементами схемы. Научно-техническое направление отраслевого прогнозирова- ния является определяющим. Оно разделяется на две взаимосвя- занные группы. Первая группа включает прогнозы технического развития ВГМ в целом с учетом различий, например, по массе, требованиям подвижности и др. Часть этой группы составляют прогнозы возможностей применения новых принципов действия машины и ее составных частей, вытекающих из реализации фун- даментальных и поисковых научных исследований, остальные рассматривают развитие магния и их узлов с использованием традиционных принципов. Вторая группа охватывает прогнозы развития основных типов ВГМ по функциональному назначению, например, танков, БМП, транспортеров-тягачей и т. д. 28
Рис. 2.1. Фрагмент схемы отраслевого прогнозирования. Типы связи между прогнозами: -----задающие;--------ограничивающие, — •- •- контрольно-информационные;---------область научно-технических прогнозов ВГМ
В результате прогнозирования должны быть выявлены опре- деляющие показатели данного типа ВГМ в пределах упреждения прогноза. Номенклатура определяющих характеристик должна быть возможно меньшей и охватывать по преимуществу основные свойства типа ВГМ. Расширение и детализация номенклатуры осуществляются при разработке программ и планов. Достижимость включаемых в прогноз характеристик должна обосновываться конкретными данными, опирающимися на суще- ствующий и перспективный научно-технические заделы. 2.4. ПОИСКОВЫЕ И НОРМАТИВНЫЕ ЗАДАЧИ В ПРОГНОЗИРОВАНИИ РАЗВИТИЯ ВГМ При постановке конкретных задач прогнозирования следует исходить прежде всего из основной цели прогноза. В зависимости от нее существенно различаются два типа прогнозов — поисковые и нормативные. Поисковый, или исследовательский прогноз должен отвечать на вопрос: что может быть достигнуто в результате развития объекта прогнозирования под воздействием внутренних законо- мерностей развития (преимущественно) и воздействующих на него внешних факторов? Для ВГМ результатом поискового прогноза является совокуп- ность определяющих характеристик, которые могут быть достиг- нуты посредством развития накопленных тенденций создания образцов и реализации достижений научно-технического прогрес- са применительно к отдельным составным частям и к образцу в целом; такие характеристики называются возможными, или достижимыми. Нормативный, или целевой прогноз отвечает на вопрос: что требуется для достижения поставленных целей? При этом опре- деляются технические направления и содержание исследований, которые следует провести для получения задаваемых характе- ристик. Необходимо отметить, что эти характеристики не выте- кают непосредственно из возможностей образца, а диктуются условиями его применения (функциональным назначением), что в свою очередь может быть результатом нормативного прогноза. В области вооружения, где четко разграничены потребитель (заказчик) и изготовитель (отрасль), нормативное прогнозирова- ние относится преимущественно к функциям заказчика, а поиско- вое — к функциям изготовителя. Заказчик вооружения прогнозирует требуемые характеристи- ки перспективных изделий и пути их обеспечения, а изготовитель ориентирует заказчика на достижимые значения характеристик. Согласование нормативного и поискового прогнозов — про- цесс сугубо итерационный. В ходе итераций должно устраняться или сглаживаться несоответствие необходимых и достижимых ха- рактеристик. В случае отставания последних от потребных зна- зо
чений должен быть выявлен характер отставания. Если поиско- вый прогноз показывает возможность достижения более высоких показателей, чем требуется по нормативному прогнозу, заказчик получает дополнительную информацию для обеспечения приня- тия обоснованного решения и может либо поднять нормативные характеристики, либо сдержать предусмотренные темпы и объе- мы работ по их обеспечению (например, перераспределение ассигнований). При непрерывной разработке требуется некоторое упрежде- ние нормативного прогноза, это необходимо прежде всего для предварительного ориентирования отраслевых разработчиков, которым в качестве отправного пункта требуется хотя бы пред- ставление о тенденциях развития характеристик образцов, изме- нении их функционального назначения и соотношениях главных свойств. В действительности такая схема взаимодействия не всегда будет полностью реализована. Вполне вероятно запаздывание нормативного прогноза, поскольку он опирается на перспективы развития военно-политической обстановки, а ее трудно прогнози- ровать на большую глубину во времени. Поэтому на начальном этапе отраслевого поискового прогнозирования не исключается выдвижение собственной исходной гипотезы. Для ВГМ за такую гипотезу можно, например, принять сохранение функционального назначения определяющих типов техники (основной танк и бое- вая машина пехоты) и плавное (эволюционное) развитие их основных свойств. В ходе прогнозирования подобная гипотеза может получить подтверждение или оказаться несостоятельной, например, если прогноз выявит, что при эволюционном пути до- стигается «предел насыщения» характеристик. Это потребует форсированного поиска качественного скачка, то есть поисковый прогноз здесь перейдет в нормативный и потребует постановки комплекса поисковых НИР, способных обеспечить решение этой задачи. Разумеется, если анализ достижений фундаментальных и по исковых НИР выявит возможность качественного скачка, для прогноза его осуществления не требуется ждать «насыщения». Эта возможность и вытекающие из нее следствия для характе- ристик прогнозируемого типа ВГМ могут быть сформулированы совместно с заказчиком или предварительно подготовлены в от- расли и представлены на его рассмотрение. 2.5. МЕТОДОЛОГИЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ ВГМ В основе многочисленных методик прогнозирования, приме- няемых в современной практике, лежат некоторые общие поло- жения. а различия между ними определяются по принципам вы- полнения прогноза, выбору и использованию источников инфор- мации и подходу к построению модели прогнозируемого объекта. 31
По наиболее важному признаку классификации — принципам выполнения прогноза—методы прогнозирования делятся на ста- тистические и эвристические (последние основаны на использо- вании мнений специалистов). Из числа статистических методов наиболее распространенным является метод экстраполяции статистических данных. При достаточной простоте этот метод обеспечивает удовлетвори- тельное качество результатов, что достигается лишь при соблю- дении ряда обязательных условий: однотипность исследуемых объектов (по назначению, основ- ным требованиям и характеристикам), непрерывность и преемст- венность их развития при неизменяемой принципиальной научно- технической базе: правильный выбор упреждения прогноза (не более половины периода, статистические данные по которому используются); достаточный объем статистического материала; разграничение временных отрезков предыстории в соответст- вии с фактической периодизацией исторического развития; применение только логически обоснованных функциональных зависимостей, т. е. недопустимость <слепого> экстраполирования. При соблюдении этих условий практически выполненные экстраполяционные прогнозы характеристик ВГМ оказались до- стоверными при сравнительно больших сроках упреждения (JO- 12 лет). Процесс экстраполяции после соответствующего подбора и отбраковки исходной информации включает три основных этапа: выбор вида аппроксимирующей функции прогнозируемой ха- рактеристики, отвечающей истинному характеру размещения ди- скретных точек в периоде предыстории; определение постоянных величин (коэффициентов и показа- телей) в уравнениях функций; построение выбранной функции в пределах периода предысто- рии и распространение (экстраполяция) ее на период упрежде- ния, в результате чего определяются численные значения прогно- зируемых характеристик. Обычно закономерности развития могут быть выражены срав- нительно несложными степенными функциями. Определение постоянных в уравнениях функций зависит от выбора математи- ческого критерия оценки. Наиболее широко распространен ме- тод наименьших квадратов. Если исследованию подвергались две (или более двух) подходящие и логически равноценные функ- ции, окончательное предпочтение отдается той из них, для кото- рой сумма квадратов отклонений получает наименьшее значение. Так, при прогнозировании определяющих характеристик основного танка, выполненном в 1970 г. с упреждением до 1985 г., были отобраны для экстраполяции две функции: линейная у=а + ЬТ, квадратичная у=а -f- ЬТ сТ2. 32
При прогнозировании значения максимальной скорости танка ®тм (рис. 2.2) уравнения функций приняли вид: = 0,93 Т + 39,64; = 0,07 "П - 0,81 Т + 46,6, где Г —время (годы). Рис. 2.2. Зависимость прогнозируемых функций от времени на примере максимальной скорости движения: I — фактические зависимости скоростей: I — линейная аппроксимирующая зависимость; 9 — квадратичная аппроксимирующая зависимость; 'till —область экспертных оценок Логически определилось, что квадратичная функция давала явно завышенные значения максимальной скорости. Поэтому предпочтение было отдано линейной функции, и правильность этого выбора подтвердилась. К числу статистических относятся также методы матричного регрессионного и корреляционного анализа зависимостей между отдельными характеристиками объектов прогнозирования, кото- рые могут быть применены при наличии достаточного статисти- ческого материала. Из эвристических методов прогнозирования простейшим яв- ляется метод экспертного опроса, включающий в себя подбор экспертной группы, оценку квалификации экспертов, выявление разногласий, корректировку мнений и обработку результатов. Содержанием экспертного опроса применительно к отрасли ВГМ могут быть: прогнозирование развития основных свойств образцов и ха- рактеризующих эти свойства основных показателей; прогнозирование технических путей развития образцов, их составных частей и возможных конструктивных решений; определение вероятности качественных скачков, основанных на принципиально новых решениях, и возможного времени их свер- шения («предсказание событий>); з Зак. 12с 33
оценка различных вариантов развития; разработка критериев численной оценки изделий, в частности факторов, определяющих их свойства, и коэффициентов значи- мости (относительной важности); прогнозирование направлений НИОКР и оценка значимости каждого направления; прогнозирование развития технико-экономических факторов (трудоемкость, себестоимость и др.). В отличие от экстраполяции, базирующейся на фактических данных предыстории и применяемой только при наличии эволю- ционного развития процесса, экспертный опрос является более универсальным методом. Эксперт охватывает ситуацию в целом, с ее связями и взаимозависммостями, что позволяет получить комплексное представление о проблеме. Экспертный опрос можно проводить как посредством инди- видуального предъявления вопросов эксперту, высказывающему свое мнение независимо от мнения своих коллег, с последующим сближением оценок (метод «Делфи») или без него, так и при за- висимом интеллектуальном эксперименте, когда экспертная груп- па в 15—20 человек опрашивается одновременно (метод «мозго- вой атаки»). Использование способа представления моделей прогнозируе- мого объекта зависит от специфики объекта, а также от целей прогнозирования. Важное место при прогнозировании ВГМ зани- мают структурные модели, представляющие объект как иерар- хическое дерево. Модель может быть построена так, чтобы учи- тывать и внутреннюю логику развития образца, и влияние внешних факторов. Применительно к ВГМ разработаны модели, увязывающие в единый комплекс габаритно-массовые (весо- вые) и другие характеристики образцов. Эти модели можно применять для проверки совместимости и реализуемости частных (поэлементных) прогнозов. К числу эвристических методов прогнозирования следует также отнести широко используемый в практике метод конструктивных проработок на эскизно-схемном уровне. Этот метод, базирующий- ся на индивидуальном н коллективном опыте конструирования и творческой интуиции конструкторов, используется в ходе про- гнозирования, например, при проверке реализуемости и синтезе поэлементных прогнозов. Он становится основным при прогнози- ровании нетрадиционных путей развития, внедрении новых тех- нических принципов и поиске новых конструктивных решений. Именно конструктивная проработка создает переход от принципа как такового к его (пока прогнозному) воплощению и зачастую является определяющей в решении его «судьбы». Методики научно-технического прогнозирования. Перечислен- ные методы находят отражение в методиках прогнозирования. Так, во многие математические модели объектов прогнозирования входят блоки, исходным информационным материалом которых 34
являются экспертные оценки. Выбор методик прогнозирования зависит от решаемой задачи. Например, при прогнозе новых на- правлений развития и возможных путей их реализации мо- гут оказаться полезными методики, основанные на сочетании экспертных оценок с анализом результатов фундаментальных исследований и оценкой патентных фондов. Математические мо- дели прогнозируемых объектов (явлений) находят применение при прогнозировании развития составных частей ВГМ. Использо- вание корреляционных и регрессионных зависимостей между ха- рактеристиками целесообразно главным образом при прогнози- ровании технико-экономических параметров, а также (в ограни- ченной степени) при исследовании связей между свойствами объекта и его характеристиками. Построение иерархических структур в виде дерева целей и дерева свойств целесообразно для прогнозирования развития сложных многокомпонентных объек- тов (какими являются, в частности, образцы ВГМ), а также при формировании перечня НИР, обеспечивающих их развитие. В качестве примера одновременного использования эксперт- ных и статистических методов прогнозирования можно сослаться на результаты прогнозных работ в отрасли ВГМ, ведущихся в рамках программного планирования с 1969 г. Так, в 1969—1970 гг. головным институтом отрасли были выполнены уже упоминав- шиеся прогнозы развития некоторых типов военных гусеничных машин и, в частности, прогноз развития основного танка. Вы- бранное упреждение прогноза составляло 15 лет (поскольку в то время разрабатывались десятилетние программы), то есть опре- делялись характеристики ВГМ поколения 80-х годов. Учитывая нынешнее состояние разработки образцов этого поколения за ру- бежом, можно утверждать, что результаты прогноза получили полное подтверждение в качественном плане, т. е. в отношении направления развития ВГМ, а для основного танка дали хоро- шую сходимость и по количественным значениям характеристик. Следует отметить, что и в данном случае оправдалось поло- жение о том, что качество прогноза существенно повышается при одновременном использовании принципиально различных мето- дов прогнозирования, дающих близкие результаты. Здесь из зна- чений, полученных экстраполяционным и экспертным способами, для пяти характеристик полностью совпали с реальными значе- ния по одной характеристике; дали расхождение менее 5% — по двум и 10—13 % —по двум остальным характеристикам. 2.6. ОСОБЕННОСТИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВГМ КАК СЛОЖНЫХ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ Многокомпонентность образца ВГМ определяет необходи- мость увязки прогноза развития образца в целом и его основных составных частей. Уровень перспективного образца определяется развитием его составных частей, и в то же время последние 3* 35
развиваются под действием требований, предъявляемых к ним образцом. В процессе прогнозирования это воздействие выяв- ляется не на начальной ступени, а после того как осуществлен некоторый первоначальный синтез прогнозов составных частей (поэлементных прогнозов). Сложность прогнозирования усугубляется тем, что поэлемент- ные прогнозы, как правило, многовариантны; они отражают как возможности улучшения характеристик составных частей сущест- вующих (традиционных) типов, так и применение в них новых научно-технических принципов, а также новых конструктивных решений. Кроме того, компоненты существенно различаются по своему назначению, физической природе, принадлежности к той или иной отрасли техники и путям развития. По признаку относительной близости и отраслевой принад- лежности в самостоятельные группы компонентов объединяются составные части шасси, корпуса (защиты) и основного оснаще- ния (вооружения для танка) при возможной дальнейшей диффе- ренциации внутри групп. Поэлементные прогнозы выявляют пути развития соответственных групп, достижимые параметры, их влияние на свойства и характеристики образца в целом. Учи- тывая конструктивную сложность и многокомпонентность ВГМ, структура технического прогноза образца в основном соответст- вует структуре последнего, отличаясь только степенью детализа- ции, поскольку прогноз охватывает лишь наиболее важные со- ставные части. Для построения иерархической структуры прогноза развития образца целесообразно рассмотреть организацию прогнозирова- ния ВГМ на примере поискового прогноза основного танка (рис. 2.3). Структура прогнозных работ воспроизводит структуру образца в упрощенном виде: уменьшается число уровней, по- скольку прогноз ограничивается укрупненными составными частя- ми; сокращается число объектов прогноза, из которых исклю- чаются второстепенные элементы. В отдельных случаях могут выделяться некоторые элементы низших уровней, вплоть до ма- териалов, если они лимитируют развитие образца или, наоборот, существует перспектива их быстрого совершенствования. При прогнозировании защиты выделение уровня материалов не только возможно, но и необходимо. Переход от поэлементного прогноза к общемашинному не мо- жет быть чисто формальным. Иначе говоря, общемашинный прогноз не может представлять собой простую сумму поэлемент- ных, а является результатом их синтеза. В основе этого положения лежат следующие обстоятельства: во-первых, многокомпонентный образец составляет в техниче- ском и функциональном смысле единое органичное целое, кото- рое диктует как уточненные требования к отдельным компонен- там, так и, что особенно важно, их компоновочно-конструктивные решения; во-вторых, требования огневой мощи, живучести и под- 36
Z€
вижности образца накладывают на эти решения ряд ограничений. Для ВГМ, в частности для танков, подобные ограничения массы, габаритных размеров и способов размещения составных частей носят особенно жесткий характер. Разработчики поэлементных прогнозов в общих чертах ин- формированы об этих ограничениях. Однако, имея в виду поиско- вый характер прогнозирования, они будут делать упор на то, какие параметры сможет иметь перспективный элемент и какое влияние они окажут на характеристики образца в целом, а не на вопрос о «вписываемости> данного элемента в образец. Детали- зированный облик образца на стадии поэлементного прогнозиро- вания еще не полностью ясен общемашинным прогнозистам и тем более взаимно неизвестны результаты прогноза различных функциональных групп одного и того же образца, а также их возможное влияние. Как уже говорилось, во многих случаях поэлементные прогно- зы будут давать альтернативные решения. При выборе оконча- тельного варианта поедпочтение часто будет отдаваться не тому из них, который обеспечивает лучшие характеристики в себе; первостепенное влияние на выбор будет оказывать компоновка образца в целом. Так, доступность того или иного агрегата для технического обслуживания должна оцениваться с учетом задач улучшения живучести и надежности машины. Поэтому на стыке поэлементного и общемашинного прогнозов сложных многокомпонентных образцов обязателен этап провер- ки совместимости и технической реализуемости поэлементных прогнозов. Этот этап, представляющий основу процесса прогнозирования, осуществляется головным (общемашинным) исполнителем в не- посредственном контакте с исполнителями поэлементных прогно- зов, от которых может потребоваться корректировка представ- ленных результатов. Проверка совместимости и реализуемости производится глав- ным образом путем эскизно-схемных проработок компоновки об- разца в сочетании с расчетным определением возможных харак- теристик. Для обеспечения проверки достаточно большого числа вариантов может быть разработана математическая модель кон- структивно-компоновочного решения образца, основой которой является предварительная схемная проработка. Некоторые ва- рианты таких моделей уже разработаны. Последовательность решения задач поверочного этапа опре- деляется конкретным характером поэлементных прогнозов, их новизной и числом вариантов. Если функциональное назначение и общий конструкторский замысел образца не подвергаются су- щественным изменениям, а часть основных составных частей выполняется в традиционных решениях, то появляется возмож- ность наметить общий облик образца. На его основе последова- тельно проверяется и оценивается «вписываемость> новых состав- 38
ных частей, их влияние на общие характеристики и производится предварительный выбор варианта при наличии альтернативы. В ходе исследований может быть выявлена необходимость перекомпоновки существующих узлов или изменений новых (по характеристикам или по конструктивным решениям). После про- изведенного таким образом отбора каждого из основных компо- нентов выполняется общая проверка их совместимости на образ- це, что опять-таки может потребовать корректив по составным частям; на этой стадии не только возможно, но и желательно сохранение нескольких вариантов прогнозных решений. Перечисленные исследования ни в коем случае не выходят за пределы поискового прогноза, т. е. не ставят задач перехода на уровень ОКР, поскольку глубина конструкторской проработки на этой стадии не достигает уровня технического предложения. В равной мере не преследуется цель оптимизации конструкции. На завершающей стадии общемашинного прогноза возможно лишь расчетное уточнение отдельных характеристик образца, определение критериев сравнительной оценки, разработка реко- мендаций по выбору вариантов из числа оставленных при пред- варительном отборе. Можно сказать, что предпрограммный дол- госрочный прогноз содержит как синтез характеристик перспек- тивных образцов, так и синтез их конструктивных решений при доминирующем значении первого. Проверка реализуемости позволяет выявить «узкие места», препятствующие использованию перспективных прогнозных ре- шений из-за недоработки отдельных составных частей или труд- ностей их компоновки. Таким образом создаются обоснованные предпосылки для формирования перечня НИР, имеющих целью ликвидацию «узких мест», и ранжировки значимости отдельных работ в этом перечне. Наряду с синтезом схемных вариантов образцов на основе поэлементных прогнозов значительное место в общемашинном прогнозировании занимают проработки новых решений, относя- щихся к образцу в целом, например, использование новцх прин- ципов движения, управления, компоновки и т. п. При этом долж- на учитываться реальная возможность осуществления этих прин- ципов в пределах упреждения прогноза. Она зависит от времени, необходимого для воплощения принципа в серийных изделиях, а также от возможности выявления непреодолимых технических и экономических препятствий (например, необходимости в уни- кальном оборудовании, которое заведомо не сможет быть постав- лено в пределах упреждения). Совокупная оценка всех этих фак- торов определяет технико-экономическую реализуемость про- гноза. 39
2.7. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПОИСКОВЫЕ НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЕМ ВГМ Основное значение фундаментальных и поисковых научных исследований (ФПИ) для развития ВГМ состоит в обеспечении отрасли новыми научными и техническими идеями, принципами и решениями, реализация которых повышает эффективность ВГМ, сокращает сроки и снижает затраты на разработку. Предпрограммное научно-техническое прогнозирование в зна- чительной мере питается результатами ФПИ, как выполненных непосредственно в интересах ВГМ и их составных частей, так и имеющих более широкий характер. Эти результаты обосновы- вают реализуемость характеристик, предлагаемых прогнозом для включения в проекты ПВ и ПРОТ. В то же время в ходе прогно- зирования определяется тематика основных ФПИ, которые долж- ны быть выполнены в целях обеспечения реализации прогнозов. Перечень этих работ является одним из документов, входящих в состав ПРОТ. Разработка документов, охватывающих темати- ку научных исследований (фундаментальных, поисковых и при- кладных), занимает важное место в обеспечении управления развитием ВГМ. При формировании тематики ФПИ существенно важную роль играет то обстоятельство, что фундаментальные и значительная часть поисковых исследований выполняются науч- ными учреждениями Академии наук СССР, академиями союзных республик, кафедрами и лабораториями высших учебных заведе- ний (в дальнейшем для краткости совокупность этих организа- ций называется неотраслевой наукой). Предпосылкой эффектив- ности привлечения учреждений неотраслевой науки к исследова- ниям в интересах отрасли является учет их профиля и заинтере- сованности во внедрении при формировании тематики ФПИ про- гнозными и планирующими подразделениями отрасли. Специфика ФПИ определяется разнообразием тематики, це- лей, форм, путей и способов их проведения, неопределенностью ожидаемых результатов, а также творческим характером поиска и отбора ФПИ, которые могут оказаться перспективными для развития ВГМ (в дальнейшем потенциально перспективные иссле- дования). Отраслевая методология предусматривает три основных эта- па, предшествующих непосредственному планированию работ: поиск и выявление (тематическое прогнозирование) потен- циально перспективных научно-технических направлений и тема- тики фундаментальных и поисковых НИР; прогнозирование технико-экономических показателей; ранжирование (установление предпочтительности проведения работ) в условиях ресурсных ограничений. На первом этапе разрешаются две группы задач: определение возможности использования в интересах ВГМ 40
достигнутых или ожидаемых результатов исследований в науке и смежных отраслях техники; определение задач исследования или поиск новых путей ре- шения проблем, выдвигаемых в ходе прогнозирования, перспек- тивного планирования и применения ВГМ. Схема организационно-методического обеспечения этапа тема- тического прогнозирования приведена на рис. 2.4. Источниками информации являются предложения заинтересо- ванных организаций, материалы научно-технической и патентной информации, участие в работе научных обществ, семинаров и т. п На основе предварительного анализа и систематизации собран- ной информации составляется аннотированный перечень потен- циально перспективных работ. Проблемы развития ВГМ, требующие постановки фундамен- тальных и поисковых исследований, выявляются в ходе регуляр- ного предпрограммного прогнозирования. Выдвижение таких проблем может диктоваться следующими причинами: невозможностью улучшения характеристик прогнозируемых образцов традиционными способами; необходимостью скачкообразного улучшения какого-либо свойства ВГМ вследствие появления новых внешних факторов, например новых средств поражения; выявлением новых потенциально перспективных направлений развития образцов ВГМ и их составных частей, например ориги- нальных компоновочных схем, новых видов защиты, вооружения, способов передвижения; развитием ранее выполненных исследований (как отраслевых, так и выполняемых в неотраслевой науке), например, при расши- рении сфер применения полученных научных и технических ре- зультатов, необходимости уточнения результатов поисковых ра- бот или переходе от фундаментальных к поисковым исследова- ниям; требованиями оценки достоверности информации по резуль- татам зарубежных исследований; потребностью в создании функциональных моделей составных частей ВГМ или протекающих в них процессов в целях более полного использования основополагающих закономерностей и не- обходимостью получения недостающих данных для подтвержде- ния целесообразности тех или иных работ. Для выявления потенциально перспективной тематики, наряду с инженерным интуитивным поиском, использованием инициа- тивных предложений и изучением зарубежного опыта, могут быть применены также общепринятые методы научно-технического прогнозирования. В отрасли ВГМ предпочтение может быть от- дано следующим методам: анализу перспективных потребностей, основанному на сопос- тавлении потребностей, заявляемых заказчиком (ТТТ к перспек- 4 Зак. 12с 41
Поиск путей использования достижений Определение тематики для обеспечения фундаментальных наук в интересах развития ВГМ перспектив отрасли Рис. 2.4. Схема организационно-методического обеспечения тематического прогнозирования
тивным образцам ВГМ), с наличным научно-техническим заде- лом отрасли; • негативному анализу, при котором исследуются факторы, пре- пятствующие улучшению характеристик ВГМ, и определяются направления их устранения, а также уровень необходимых для этого работ (фундаментальные, поисковые); морфологическому анализу, предусматривающему выявление и исследование множества схем развития, имеющих иерархиче- скую структуру и использующих те или иные сочетания класси- фикационных признаков и возможных технических решений; анализу предельных возможностей, в ходе которого выяв- ляются, исследуются и ранжируются существующие пределы улучшения тактико-технико-экономических характеристик ВГМ и определяются направления изысканий, позволяющих расширить эти пределы. Определенные указанными способами направления потен- циально перспективных работ рассматриваются в целом и объе- диняются в однородные группы. При этом необходимо исключить дублирование работ, обеспечить их комплексность, увязать от- дельные направления между собой и наметить пути перехода от существующих технических решений к перспективным. Таким об- разом, создаются предпосылки (прежде всего в виде необходимой информации) для проведения последующих этапов. Этап прогнозирования технико-экономических показателей ФПИ отличается от аналогичных прогностических исследований главным образом недостаточностью исходных данных, которые сами в значительной мере являются объектом прогнозирования. Поэтому для их определения может потребоваться постановка специального исследования (самостоятельного или в рамках об- щей работы по прогнозированию направлений ФПИ). В качестве оценочных показателей результатов ФПИ целесо- образно выбирать характеристики из числа входящих в узако- ненную номенклатуру ТТХ. Эти показатели должны обеспечи- вать: адекватную и достаточно полную характеристику основных свойств ВГМ и их составных частей минимальным количеством параметров; возможность определения выбранных характеристик на раз- личных этапах жизненного цикла ВГМ, а также при проведении предшествующих ему фундаментальных и поисковых исследо- ваний; минимальную зависимость результатов оценки от технических путей реализации ожидаемых характеристик. Этап ранжирования (определения предпочтительности) тема- тики ФПИ имеет целью выявить наиболее перспективные направ- ления работ, обеспечить комплексность исследований, повысить их эффективность и сократить затраты. 4* 43
Ранжирование целесообразно осуществлять одновременно несколькими методами, сопоставляя полученные результаты. Наряду с экспертными опросами могут использоваться балансо- вый метод и метод последовательного анализа. Балансовый метод основан на допущении относитель- ной устойчивости научных направлений во времени. Ранг пред- почтительности направления присваивается в зависимости от от- носительного приращения ресурсов, выделяемых для его раз- вития. При последовательном анализе оценка НИР учи- тывает улучшение характеристик образцов ВГМ или их состав- ных частей, синтезированных с использованием предполагаемых результатов исследований. Предпочтение отдается работам, ре- зультаты которых (с учетом вероятности реализации) содейст- вуют созданию наиболее эффективных вариантов. Такой подход позволяет обеспечить комплексность и целенаправленность тема- тики НИР. Синтез гипотетических вариантов ВГМ для сравнения их ха- рактеристик осуществляется шаговым попарным объединением направлений, совокупность которых определяет облик образца. Улучшение характеристик оценивается сравнимыми обобщающи- ми показателями. Последовательное исключение относительно худших вариантов образцов позволяет ранжировать их по степе- ни эффективности. Конструктивная сложность ВГМ, тесная взаимозависимость свойств их образцов и наличие ряда ограничений по общим ха- рактеристикам машин делают особенно целесообразным выпол- нение комплексов ФПИ, которые связываются с решением важ- ных проблем развития ВГМ. Организация и осуществление круп- номасштабных комплексов с участием большого числа учреждений отраслевой и неотраслевой науки связаны со значительными за- труднениями. Здесь важна также взаимная увязка сроков выпол- нения отдельных НИР комплекса, что повышает возможность одно- временной реализации их результатов, особенно в ходе смены поколений ВГМ. В ряде случаев может оказаться необходимой замена больших комплексов более мелкими по охвату и целям комплексными исследованиями* Однако и в этом варианте план должен предусматривать последующую корректировку и координа- цию результатов отдельных работ. При ранжировании комплекс- ным исследованиям должно отдаваться преимущество, а их со- ставные части получают ранг, соответствующий значимости комп- лекса в целом. Ряд элементов рассмотренной здесь методологии прогнозиро- вания и планирования ФПИ в интересах развития ВГМ был успешно осуществлен при разработке очередных ПРОТ, а также пятилетних планов фундаментальных и поисковых НИР. 44
Глава 3. ЖИЗНЕННЫЕ ЦИКЛЫ И ОБНОВЛЕНИЕ ВОЕННЫХ ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН 3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Развитие ВГМ как отрасли техники, а также каждого из типов машин осуществляется путем перехода от одного образца к другому, более современному, так что жизненные циклы сме- няющих друг друга образцов смещаются во времени, образуя ряд ступеней. Выбор правильного расположения таких ступеней, определение оптимальных сроков обновления образцов и их семейств, является важной задачей в системе управления разви- тием техники. В процессе решения этой задачи необходимо учи- тывать как реализацию достижений научно-технического про- гресса, так и планомерное, ритмичное использование возможно- стей производственной базы отрасли. 3.2. ЭТАПЫ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ВГМ Под жизненным циклом образца ВГМ понимается совокуп- ность явлений и факторов, связанных с существованием образца на всем протяжении от начала его разработки до конца эксплуа- тации, т. е. до снятия с вооружения. Жизненный цикл образцов ВГМ принято делить на три этапа: разработку, серийное про- изводство, эксплуатацию. Этапы жизненного цикла конкретных образцов имеют четко обозначенные границы. Одним из определяющих показателей, общих для всех этапов жизненного цикла, является их продол- жительность; нанесенная на шкалу календарного времени, она позволяет фиксировать границы этапов и устанавливать их взаимное положение во времени. Целесообразно остановиться на некоторых особенностях эта- пов жизненного цикла и их длительности. Этап разработки. Его начало, совпадающее с началом жиз- ненного цикла в целом, определяется выдачей утвержденной те- матической карточки и ТТТ (ТТЗ) на создание конкретного об- разца. Концом этапа разработки считается выход решения о принятии образца на вооружение (кроме случаев, когда разра- 45
ботка прекращается, не достигнув завершения). Более подробно содержание этапа и организация его выполнения рассматривают- ся в гл. 4. Продолжительность этапа разработки зависит от ряда факто- ров, к которым относятся важность (ранг предпочтительности) образца, новизна разработки, группа сложности, наличие техни- ческого задела, трудовые ресурсы, уровень их квалификации и специализации, возможность совмещения стадий этапа разработ- ки, организация работ и др. Фактическая продолжительность этапа разработки ВГМ, как показывают статистические данные, меняется в значительных пределах — от 2 до 9 лет, а рациональная продолжительность разработки базовых ВГМ составляет примерно 5—6 лет. этап серийного производства начинается, как правило, с вы- пуска установочной партии изделий данного образца. В началь- ный период этого этапа завершается подготовка производства. Этап заканчивается снятием образца с производства вследствие его замены или прекращения производства данного типа техники вообще. Продолжительность этапа серийного производства зависит от сроков очередного обновления, количественной потребности в изделиях данного образца и динамики выпуска изделий. Факти- чески (по опыту отрасли) для наиболее массовых образцов ВГМ она составляет 10—15 лет. Этап эксплуатации, начало которого практически совпадает с началом серийного производства, выделяется в самостоятель- ный, во-первых, потому, что его окончание не совпадает с концом серийного производства, и, во-вторых, из-за того, что основным исполнителем в серийном производстве является выпускающая отрасль промышленности, а в эксплуатации— заказчик; отрасль лишь частично обеспечивает этап эксплуатации (изготовление запчастей, пособий для обучения личного состава и возможное участие в ремонте изделий). Продолжительность этапа эксплуатации зависит от состава (структуры) парка данного типа ВГМ и количества изделий, на- ходящихся в войсках, возможности их модернизации и темпов эксплуатации (расхода ресурса). По данным отечественного и зарубежного опыта, продолжительность этапа эксплуатации ВГМ достигает 30—35 лет. Планируемая «стыковка» отдельных этапов жизненного цикла при осуществлении ПП отражается в специальном документе, яв- ляющемся неотъемлемым элементом ПВ и ПРОТ и называемом схемой развития и смены поколений образцов. Схема представ- ляет собой наложенные на календарную шкалу этапы жизненно- го цикла рассматриваемой совокупности образцов (рис. 3.1.). В процессе разработки этой схемы решается ряд важных вопро- сов, связанных с подготовкой предложений по срокам этапов жизненного цикла и порядком их реализации. 46
При разработке схемы целесообразно принимать за «точку отсчета» начало этапа серийного производства, поскольку именно оно определяет поступление техники в войска и фактическое (реально ощутимое) обновление техники. Определяя срок начала серийного производства, который должен совпадать со сроком окончания ОКР, прогнозируют длительность разработки с учетом влияющих на нее факторов и в результате устанавливают время начала всего цикла, т. е. требуемый срок выдачи соответствую- Риа 3.1. Схема развития и смены поколений образцов щих документов для осуществления разработки образца. В ре- зультате такого подхода удастся избежать или свести к минимуму как разрыв во времени между этапами, приводящий к увеличению затрат и моральному старению образца еще до начала его по- ступления в войска, так и вынужденную отсрочку начала насыще- ния парка изделиями нового образца, в которых ощущается необ- ходимость, из-за позднего начала разработки или ее затягивания. В реальных условиях, особенно до начала внедрения ПП, такие явления (преимущественно разрывы между этапами и даже непри- нятие в серийное производство разработанных образцов) наблю- дались неоднократно. 3.3. ВИДЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССОВ ОБНОВЛЕНИЯ ВГМ Развитие ВГМ в условиях взаимодействия различных типов вооружения и конкурентной борьбы с аналогичными и противодей- ствующими средствами противника предполагает непрерывное со- 47
1 верше нет вован ие всей совокупности изделий данного типа и их функционирования. В пределах каждого типа оно осуществляется обновлением парка, которое обеспечивает также замену физически изношенных изделий. Под обновлением парка ВГМ понимается замена изделий, на- ходящихся в войсках и подлежащих списанию вследствие их физического или морального износа, изделиями такого же функ- ционального назначения, поставляемыми промышленностью, и (или) модернизация существующего парка машин. Модерниза- ция может осуществляться на месте (в войсках) или с времен- ным изъятием изделия без его обезличивания. Обновление парка представляет собой непрерывный процесс; оно неразрывно свя- зано и зависит от осуществления процесса обновления образцов Обновлением образцов ВГМ называется создание промышлен- ностью образцов того же функционального назначения (и кате- гории по массе*), что и выпускаемые, но обладающих более со- вершенными характеристиками. Так, создание основного танка или боевой машины пехоты (например, 80-х годов) взамен существующих (например, 70-х годов) представляет собой обновление образца, которое следует отличать от создания нового типа техники, не применявшегося ранее. Нельзя считать, например, обновлением образцов выпуск гусеничных многоцелевых транспортеров-тягачей (МТ-ЛБ вместо АТ-П, МТ-Т вместо АТ-Т) или БМП вместо БТР, хотя по некото- рым функциям образцы нового типа аналогичны старым. Обнов- ление образцов осуществляется в результате либо модернизации, либо смены поколений. Модернизация — это внесение в серийный образец, нахо- дящийся на вооружении, комплекса частных конструктивных и технологических изменений для улучшения свойств (характерис- тик) образца, в число которых входит и повышение его надеж- ности **. Одна из основных черт модернизации — применение на модер- низированном образце значительного процента составных частей серийного образца. Модернизация может быть осуществлена (но не обязательно) и на ранее выпущенных ВГМ, находящихся в эксплуатации. Вопрос о модернизации эксплуатируемых ВГМ решается конкретно для каждого случая. По установившейся в Вооруженных Силах СССР практике отличительным признаком модернизированного образца ВГМ яв- ляется добавление буквы (индекса) к марке исходного образца (например, Т-64А). * В некоторых случаях, особенно при резком (скачкообразном) изменении характеристик, обновленный образец может перейти в новую категорию, как это было при смене поколений танков в СССР в 1939—1941 гг. •• Как правило, модернизация вооружения не ограничивается одним лишь повышением надежности изделий в отличие от продукции народнохозяйственного назначения, где такая модернизация возможна. 48
В отдельных случаях изделиям, подвергшимся модернизации, может быть присвоена новая марка. Например, создание танка Т-62 может рассматриваться как результат модернизации танка Т-55, так как уровень унификации танка Т-62, оцениваемый про- центом применения используемых в танке Т-55 деталей и узлов (отраслевого и внеотраслевого изготовления), составляет около 60%; для образцов нового поколения, по отечественному опыту, этот уровень не превышает 25 %. Различается малая и большая модернизация. При малой модернизации конструктивно усовершенствуются (или заменяют- ся) отдельные составные части образцов ВГМ, что позволяет ча- стично улучшить характеристики последнего. Как правило, рабо- ты этого вида могут быть осуществлены в войсках без отправки изделия на завод. Например, последовательные модернизации танка Т-54, направленные на усовершенствование комплекса воо- ружения, элементов защиты и параметров подвижности, осуществ- лялись не только в ходе серийного производства, но и при ремонте ранее выпущенных изделий. Большая модернизация связана со значительным, иногда скачкообразным улучшением свойств образца. Она осуществляет- ся обновлением какой-либо основной функциональной группы или нескольких крупных составных частей машин (например, уста- новкой нового вооружения или другого двигателя). Ранее выпу- щенные машины иногда тоже могут подвергнуться большой мо- дернизации, которая осуществляется только на заводах. При модернизации, как правило, не предусматриваются остановка производства и существенное сокращение объема выпуска. Сменой поколений называется создание образцов, которые, сохраняя общность назначения с предыдущими, отличаются от них существенным улучшением всего комплекса боевых и техни- ческих характеристик. Это приводит к значительным различиям в конструктивных решениях. В некоторых составных частях об- разца нового поколения могут использоваться новые технические принципы; при этом не исключается возможность использования в сстарых» образцах (при модернизации) некоторых узлов, вы- полненных специально для нового поколения. Характерным при- мером может служить установка дизельного двигателя В-2 (со- зданного для танка Т-34) в танке БТ-7М*. Образцам нового поколения в обязательном порядке при- сваивается новая марка. При смене поколений исходный базовый образец семейства может разрабатываться в нескольких вариантах с конкурсным отбором одного из них. В зависимости от конкретных условий возможно также параллельное создание двух-трех равноправных * В связи с условиями военного времени часть танков Т-34 в 1941 — 1942 гг. выпускалась с карбюраторным двигателем М-17 танка БТ-7 — интерес- ный пример «модернизации наоборотэ. 49
вариантов базового образца; например, при определенных обос- нованных различиях в вооружении танка — пушечное или ракет- ное (ракетно-пушечное); при диктуемой технико-экономическими (либо даже эксплуатационными) соображениями разнотипности моторных установок — с поршневым двигателем (ПД) или газо- турбинным (ГТД) и т. д. В этих случаях один из вариантов нельзя считать модернизацией другого, тем более, что формиро- вание семейств в принципе возможно на базе каждого из них. Но вместе с тем конструктивные различия между вариантами должны сводиться к минимуму, т. е. следует добиваться предель- но возможной унификации образцов. Обновление образцов производится в целях улучшения их ха- рактеристик в соответствии с ростом требований к вооружению и военной технике и с учетом развития их за рубежом. Для от- дельного образца степень улучшения определяется приращением показателя его технического совершенства по сравнению с пре- дыдущим образцом, что, в свою очередь, обеспечивается кон- структивными и технологическими мероприятиями, реализуемыми при обновлении. Процесс обновления должен оцениваться по затратам, связан- ным с разработкой и постановкой на производство образца ново- го поколения или модернизированного. Особенно это важно при решении вопроса о выборе варианта обновления (проводить ли модернизацию или смену поколений). Затраты могут быть представлены в их абсолютных значениях с распределением по этапам жизненного цикла или выражены через приведенную стоимость одного обновленного изделия; последняя включает в себя удельные (отнесенные к единичному изделию) расходы на разработку образца, удельные капиталовложения, необходимые для его серийного производства, а также усредненную (средне- взвешенную) стоимость изготовления единичного изделия за весь период серийного производства. Между процессами обновления парка и обновления образцов существует очевидная связь. На оба эти процесса определяющее влияние оказывают: темп научно-технического прогресса, воздей- ствующий, с одной стороны, на накопление технического задела, а с другой —на моральное старение наличных образцов; уровень ассигнований на вооружение в целом и на данный вид техники конкретно; производственный ритм отрасли. Основными показателями, характеризующими процессы об- новления парка и образцов, являются периодичность обновлений и интенсивность насыщения парка обновленными изделиями. Периодичность обновлений определяется числом лет между смежными обновлениями (сменой поколений или мо- дернизацией). Периодичность в основном зависит от темпов научно-технического прогресса, создающего научно-технический задел для обновления, а также от возможностей проектно-кон- 50
структорской и производственной базы отрасли и от производ- ственно-экономической целесообразности обновления. Интенсивность насыщения войск обновленными (но- вого поколения или модернизированными) изделиями оценивает- ся количественными поставками изделий и динамикой их изме- нения по годам. Интенсивность насыщения зависит, с одной стороны, от оснащенности войск данным видом техники и выде- ляемых на ее приобретение ассигнований, а с другой —от про- изводственных возможностей отрасли. От этих двух показателей зависит динамика изменения струк- туры парка, т. е. изменение соотношения в его составе количест- ва изделий смежных поколений, а в пределах поколения — после- довательных модернизаций. Наиболее общим оценочным критерием процесса обновления, непосредственно выражающим потенциальные возможности дан- ного типа средств или их совокупности, является динамика изме- нения суммарного потенциала эффективности парка машин. Потенциал эффективности ВГМ как критерий оценки обновле- ния. Потенциалом эффективности конкретного типа военной техники называется произведение показателя комплексной бое- вой эффективности образца данного типа на количество изделий данного образца, находящихся в войсках (в эксплуатации и на консервации). Если в составе данного типа имеется несколько образцов, различающихся боевой эффективностью, общий потен- циал определится как сумма потенциалов, рассчитанных для каждого образца. Основной целью обновления следует считать обеспечение за- данного потенциала эффективности данного типа техники, кото- рый и должен быть выбран в качестве обобщенного критерия оценки при решении задачи обновления. Понятие потенциала эффективности может быть распростра- нено на любую совокупность типов ВГМ, в том числе и на парк машин, в результате суммирования потенциалов эффективности всех изделий этой совокупности. Конкретная математическая интерпретация потенциала эф- фективности (П) может быть различной в зависимости от его последующего использования. Например, при решении задачи оценки обновления наиболее удобна следующая запись: п <31) где Л'т — коэффициент значимости потенциала образца у-го типа, К/т —пока- затель эффективности образца i-й марки у-го типа; 0^ — количество изделий |-й марки у-го типа; п — количество марок образцов у-го типа; Л — количество рассматриваемых типов ВГМ. 51
Потенциал эффективности можно рассматривать как сумму двух составляющих: исходного и нарастающего потенциалов (рис. 3.2): П - П, + П„. Исходный потенциал (Пи) — это составляющая сум- марного потенциала эффективности, обеспечиваемая ВГМ, имею- щимися в войсках к началу расчетного периода. Рис. 3.2. Характер изменения потенциала. I — характер изменения исходного потенциала; t — характер изменения суммарного по- тенциала; И - потенциал; Г — годы; Пи— исходный потенциал на /-М году; Пи —нараста- ющий потенциал на *-м году; ЛП — изменение суммарного потенциала за период t, *пи. раса — доля расходуемого исходного потенциала за период г; АПИ расх — доля рас- ходуемого нарастающего потенциала за период* Значение исходного потенциала в течение расчетного периода может меняться в результате изменения его компонентов л и 0. Показатель боевой эффективности ВГМ (К), находящихся в войс- ках в начале расчета, может увеличиваться в результате модер- низации части машин, либо уменьшаться по мере износа при эксплуатации или старения при их длительном хранении. На ко- личество машин (6) может влиять некомпенсируемая убыль их из состава парка и другие случайные причины, однако главной причиной уменьшения их количества, а значит и П„, является плановая замена ВГМ предшествующих поколений, вызываемая моральным старением образцов. С увеличением расчетного периода убывание исходного потен- циала по этой причине становится все более ощутимым; при большом упреждении прогнозирования (20—30 лет) никакая по- литика поддержания исходного потенциала не обеспечит ста- бильного суммарного потенциала. Нарастающий потенциал (П„) — это составляющая суммарного потенциала эффективности, получаемая благодаря ВГМ, поставляемым в войска промышленностью в течение рас- 52
четного периода на всем его протяжении. Нарастающий потен- циал может образовываться в результате поставок машин не одного, а двух и более поколений образцов. Основное влияние на суммарный потенциал оказывает изме- нение нарастающей составляющей. В условиях стабильной воен- но-политической ситуации суммарное количество ВГМ одного типа (заменяемого и обновленного образцов) может оставаться примерно постоянным и определяется численностью организа- ционных единиц и их штатным составом. В этом случае средний текущий выпуск машин промышленностью должен обеспечивать осуществление плановой замены, т. е. реализацию намеченной политики обновления образцов (без учета их списания по раз- личным случайным причинам). Тогда динамика потенциала будет зависеть от сроков обновления и, главным образом, от прираще- ния показателя боевой эффективности у выпускаемых обновлен- ных образцов (с учетом модернизации существующего парка). Предпочтительность роста показателя эффективности по срав- нению с увеличением численности машин, как показывает пред- шествующий опыт, постоянно стимулирует мероприятия по созда- нию научно-технического задела. Новые образцы, как правило, имеют большую относительную стоимость (стоимость, отнесен- ную к показателю боевой эффективности), чем образцы пред- шествующих поколений. В частности, это связано с тем, что за- траты, вызываемые усложнением разработки и производства но- вых образцов, объективно не могут компенсироваться прогрес- сом технологии изготовления ВГМ и улучшением организации производства. Это требует предоставления обновленным образцам опреде- ленного приоритета, установление обоснованной величины кото- рого обеспечит применение экономических критериев при разра- ботке политики обновления. Численно мера приоритета может быть выражена через коэф- фициент приоритета, представляющий собой соотношение отно- сительных стоимостей показателя боевой эффективности образ- цов соответственно нового и предшествующего поколений. По оце- ночным данным результатов двух обновлений за период, охва- тывающий более 20 лет, коэффициент приоритета составляет примерно 1,45. Такое значение коэффициента нельзя рекомендо- вать в качестве нормативного из-за недостатка статистического материала. Суммарный потенциал эффективности парка. Техническое единство ВГМ различных типов и их реализация в составе огра- ниченного числа семейств требуют при решении задач обновле- ния целесообразного учета суммарного потенциала эффектив- ности, распространенного на весь парк ВГМ. Структура потен- циала соответствует иерархической структуре парка ВГМ, фраг- мент которой представлен на рис. 3.3. 53
При определении суммарного потенциала на уровне вида техники необходимо учитывать, что показатель боевой эффектив- ности характеризует различия между образцами в пределах одного типа. Разные типы ВГМ, выполняя неодинаковые функ- ции, играют различную роль в осуществлении боевых задач в це- лом, поэтому при подсчете суммарного потенциала эффектив- ности в выражение (3.1) введены коэффициенты значимости (удельного веса) отдельных типов ВГМ в боевой деятельности войск. Эти коэффициенты могут быть определены методами экс- пертного опроса или статистическими. Задачу можно упростить, если при рассмотрении вопросов обновления ограничиться определением потенциала основных танков. Действительно, исходя из допущения об эволюционном развитии ВГМ и сохранении нынешней структуры вооружения, основу потенциала ВГМ и в дальнейшем будут формировать гусеничные машины бронетанковой техники. Например, в соста- ве организационных единиц армии США они составляют в на- стоящее время более 80 % парка ВГМ, а решающее влияние на потенциал оказывают основные танки. 54
В принципе возможно также раздельное определение потен- циалов для двух важнейших типов ВГМ, например, для основ- ных танков и БМП, и последующее оперирование полученными данными при оптимизации задачи обновления. Поддержание задаваемого уровня потенциала. Целесообраз- но рассмотреть некоторые зависимости между факторами, опре- деляющими изменение потенциала. Характер изменения суммарного потенциала зависит от тем- пов расхода потенциала (интенсивности эксплуатации техники и ее замены), которые в значительной степени обусловливают по- литику замены, определяемую Министерством обороны, а также от темпов воссоздания потенциала (значений показателя боевой эффективности и объема поставок ВГМ), обусловленных полити- кой обновления, которая определяется совместно промышлен- ностью и Министерством обороны. В реальных условиях взаимосвязанные процессы обновления образцов вооружения и парка должны исходить из наращивания суммарного потенциала, т. е. наличия приращения А П > 0. Кон- кретное значение этого приращения задается заказчиком (ме- тоды его определения в данной работе не рассматриваются). Оче- видно, что ДП слагается из разности между Пн и расходуемой долей суммарного потенциала: ДП-Пн-(ЛП,.р,„ + АП..р,„), где ДП — изменение суммарного потенциала; ДПИ расх — доля расходуемого исходного потенциала; ДПИ расх —доля расходуемого нарастающего потен- циала. Доли расходуемого потенциала АПн 4- ДПН опреде- ляются политикой замены и характеризуют се. Вместе с тем, любая политика замены в пределах жизненного цикла образцов одного поколения в конце этого цикла приведет к равенству расх “ П* Из этого следует, что в пределах реального расчетного перио- да, который, как правило, должен быть близок к продолжитель- ности жизненного цикла одного поколения, на изменение потен- циала, по существу, влияет только Пн. При равенстве продолжи тельности расчетного периода жизненному циклу одного поко- ления п-дп = п.-дпнр.„. Это значит, что политика обновления может быть выражена через Пн, при определении которого политика замены (АПИ. ₽,«+ + А Пн расх ) учитывается в первую очередь. Таким образом, в основе обновления лежит политика замены, обеспечиваемая научно-техническим заделом и производственны- ми возможностями. 55
3.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА ОБНОВЛЕНИЯ Задача оптимизации сроков обновления образцов может быть сформулирована в двух вариантах: i) необходимо найти срок обновления, при котором заданный потенциал обеспечивается с минимальными затратами; 2) необходимо найти срок обновления, при котором заданные затраты обеспечивают максимальное приращение потенциала. В первом варианте нужно задать потребный потенциал; это связано с определенными трудностями организационного и ре- жимного характера и возможно лишь в критических ситуациях; кроме того, этот вариант требует отсутствия ограничений по за- тратам Второй вариант предполагает обычную ситуацию с ограниче- ниями по финансированию; кроме того, он предпочтителен, так как позволяет исследовать влияние изменения параметров, опре- деляющих потенциал, на конечный результат. Следовательно, целесообразно рассматривать только второй вариант решения. Задачу следует решать для ограниченного числа или для одного определяющего типа ВГМ, поскольку существующая в отрасли система создания образцов в виде семейств предпола- гает одновременность обновления различных типов ВГМ при опережающей разработке базовых образцов. Для решения задачи оптимизации сроков обновления необхо- димо выбрать один из вариантов: продолжение выпуска старой (серийной на начало расчетного периода) машины; обновление в виде модернизации; обновление в виде смены поколений. Кри- терием выбора будет достижение максимального потенциала, рассчитываемого по выражению (3.1) при заданных затратах, или максимального удельного потенциала ~ ПРИ Сяр = CIK. , где Спр — приведенные затраты, при которых необходимо достичь Птах; С — фактические затраты; А*в — коэффициент приоритета С учетом того, что решающее влияние на изменение потенциа- ла оказывает его нарастающая часть, при решении задачи опре- деляется только нарастающий потенциал Пн (ПуДн), т. е. нахо- дятся значения Пи или Пу1н с нарастающим итогом по годам за расчетный период для следующих вариантов: сохранение производства существующего серийного образца в течение всего расчетного периода; осуществление модернизации серийного образца на Г-м году расчетного периода; постановка на производство образца нового поколения на Г-м году расчетного периода. За оптимальный принимается вариант, в котором значение Пв или ПУдн на конец расчетного периода будет максимальным, 56
Для решения задач долгосрочного планирования с ограничен- ным набором параметров, имеющих нелинейный характер изме- нения, целесообразно применять метод динамического програм- мирования, представляющий собой поэтапное планирование мно- гошагового процесса, что позволяет выбирать управление на каждом шаге с учетом его последствий Сущность метода заключается в следующем. Предположим, что в каждый рассматриваемый момент (Т-й год) необходимо принять решение: либо продолжать (сохранять) производство старого образца, либо его модернизировать, либо поставить на производство образец нового поколения. Удельный нарастающий потенциал, полученный в результате осуществления каждого из вариантов, можно записать в виде п Аиг(еЖ.(ОЯп. ---------------------- (3.2) где в — индекс, характеризующий вариант образца (приняты следующие обозна- чения: с —серийный образец; м — модернизированный образец; н — образец нового поколения); Т — количество лет до конца расчетного периода; АлТ — ко- личественный выпуск образца в Г-м году от конца расчетного периода; Л#— по- казатель боевой эффективности образца; Кп „ - коэффициент приоритета образ- ца; СлТ - затраты, связанные с изготовлением образца в Г-м году и эксплуа- тацией машин, выпущенных в Г-м году; £ — возраст образца (количество лет со времени принятия его на производство). Так как в каждом из рассматриваемых годов принимается одно из решений, то функциональное уравнение имеет вид ПуДсГ—* сохранение на производстве серийного образца, Пу1 — производство модернизированного образца, ПуЛнГ~ производство образца нового поколения. » max Далее устанавливается связь между Пуж и ПуД7. т. е. составляются функции Веллмана, решение которых позволяет реализовать концепцию динамического программирования. Процесс выбора оптимальной политики обновления разби- вается на два этапа: 1) рассматриваются все возможные решения в «первом году» (при Г=1) для серийного образца возраста £ в пределах от 0 до Гр (Гр—продолжительность расчетного периода) и вариантов обновления с соответствующим ростом Кы и Л'н по мере старения серийного образца (увеличения £); 2) для каждого получившегося в «первый год» состояния си- стемы последовательно (с интервалом в один год) определяется оптимальная политика обновления в оставшиеся Т лет (до Т— - 7’₽)- 57
Таким образом, будут получены оптимальные варианты поли- тики за весь период Гр по мере изменения возраста серийного образца (£). Потенциал, получаемый в «первый годэ (при Т=1), рассчи- тывается для рассматриваемых вариантов выпуска образцов (с, м, н) по выражению (3,2). Учитывая, что к концу этого года образец будет «стареть» и изменится , функциональные выра- жения для расчета ПуДш(Г+|) (в Т -f- 1 году) будут другими. Для выбора оптимальной политики обновления образцов ВГМ с использованием упомянутой модели необходимы следующие данные: продолжительность расчетного периода; динамика изменения выпуска изделий по годам и предельный годовой выпуск; значение показателей боевой эффективности серийного образ- ца, а также прогноз динамики изменения этого показателя по годам при модернизации серийного образца и при создании об- разца нового поколения; прогноз затрат, связанных с изготовлением и эксплуатацией существующего и модернизированного образцов и образца ново- го поколения; коэффициенты приоритета существующего и модернизирован- ного образцов и образца нового поколения. Модель позволяет решать также обратную задачу — опреде- лять значение необходимого показателя боевой эффективности при намеченных сроках обновления. Корректность и достоверность модели были подтверждены ре- шением ретроспективной задачи (табл. 3.1). Сопоставление фак- тических и расчетных сроков обновления показало, что их значе- ния весьма близки. Исследование с использованием модели производилось исхо- дя из условий, наиболее отвечающих особенностям отрасли, при следующих исходных данных и основных ограничениях: продолжительность расчетного периода была принята равной 30 годам, исходя из фактической периодичности смены поколений отечественных основных танков, которая колебалась между 8 и 14 годами, и необходимости осуществления не менее одного обновления сменой поколений, без чего исследование теряет смысл; показатель боевой эффективности исходного образца Кс взят за 1, а динамика этих показателей для модернизированного и нового К„ образцов задана в трех вариантах для каждого. То же относится к динамике выпуска изделий и к диапазону проектного выпуска. Границы изменений всех этих характеристик обновления определены на основании фактических данных по отечественным танкам и по предприятиям отрасли; 58
Таблица 3.1 Исходные данные и результаты решения ретроспективной задачи Показатель Образец серийный модернизиро- ванный новою поколения Показатель боевой эффектив- ности серийного образца Лс 1 - Показатель боевой эффективно- сти модернизированного образ- ца Км — 1,15 — Показатель боевой эффективно стн нового образца Кн — - 1/5 Возраст исходного образца к началу обновления, годы - 5 10 Показатель темпа роста боевой эффективности модернизирован ного образца Кз — 0,03 Показатель темпа роста боевой эффективности нового образца — — 0.035 Проектный объем выпуска А 1 1 1 Показатель темпа наращивания выпуска Ki 0,15 - 0.1 Показатель уровня унифика- ции Кг — 0.7 - Расчетный минимальный срок обновления, годы — 6 14 (без пред- шествующей модернизации) значение коэффициента приоритета условно принято таким, чтобы исключить непосредственное влияние затрат на сроки об- новления. На рис. 3.4 и 3.5 графически представлены основные резуль- таты исследования, из которых следует, что проектный объем и темпы наращивания выпуска непосредственно не влияют на минимальную периодичность модернизации. Это объясняется тем, что вызванное модернизацией сокращение выпуска зависит главным образом от уровня унификации, преобладающее влия- ние которой полностью подтверждено расчетом. Между минимальной периодичностью модернизаций и темпами роста показателя боевой эффективности Кз (см. рис. 3.4) существует гиперболическая зависимость. По мере увеличения Кз периодичность модернизаций сокращается, при уменьшении К3 оправданы более редкие модернизации. 59
Минимально допустимые сроки проведения модернизации за- висят от темпов роста показателя боевой эффективности и уров- ня унификации модернизированного образца с исходным. По мере увеличения значений этих показателей сроки сокращаются. Подтверждается также положение о зависимости допустимых сроков смен поколений от темпов роста показателя боевой эффек- тивности. Из рис. 3.5 следует также, что увеличение проектного Рис. 3.4 Зависимость минимальной пе- риодичности модернизаций от темпов роста показателя боевой эффективности для трех значений уровня унификации: Л', - уровень унификации (по трудоемкости); Л , — показатель темпа роста боевой «ффектив ностн модернизированного образца; мини- мальная периодичность модернизаций объема производства требует менее частых обновлений, а повы- шение темпов наращивания выпуска допускает более частые обновления. Это объясняется тем, что при смене поколений про- исходит остановка производства, т. е. наращивание выпуска об- Рнс. 3.5. Зависимость минимальной периодичности смены поколений (тсм пок ) от определяющих факторов с предшествующей (а) и без предшествующей (б) модернизации: А'* — показатель темпа роста боевой эффективности образца нового поколения; А', — темп роста выпуска; <4 — проектный объем выпуска: —A t. ----- А-2 новленного изделия начинается с нуля. Значение потенциала, достигнутого к началу обновления, зависит от продолжитель- ности периода нарастания выпуска, который тем больше, чем ниже темп нарастания и чем выше проектный объем. Зависимости, представленные на рис. 3.4 и 3.5, служат осно- вой для выбора оптимальных сроков обновления. Целесообразно 60
рассмотреть это на следующем примере. Пусть задано, что ожи- даемый среднегодовой прирост показателя боевой эффективности /См составляет 5 % (А3 = 0,05), а модернизированный образец будет унифицирован с исходным по трудоемкости на 70 % (Kz = = 0,7). Тогда, согласно рис. 3.4, оптимальный срок внедрения модернизации в производство должен быть 4 года с начала вы- пуска исходного образца. Аналогично можно воспользоваться графиком, приведенным на рис. 3.5, для определения оптимальных сроков смены поколе- ний, которые так же, как и сроки модернизации, зависят от тем- пов роста ио дополнительно определяются еще темпами роста выпуска К| и проектным объемом выпуска А. Значения К\ и А приводятся в относительных единицах. Практически, в отрасли ВГМ каждой смене поколений пред- шествует модернизация. Исследование подвердило правиль- ность установившейся практики, согласно которой модернизация и смена поколений должны чередоваться. Чередование позво- ляет при прочих равных условиях получить дополнительное при- ращение потенциала при интенсивном повышении уровня выпус- каемых изделий. Однако определенный интерес представляет исследование обновления сменой поколений без предшествующих модернизаций. Подобное исследование позволило оценить взаимо- зависимость процессов модернизации и смены поколений и пока- зало, что зависимости сроков смены поколений с предшествую- щей модернизацией и без нее имеют одинаковый характер, но, как и следовало ожидать, проведение модернизаций в ходе серийного производства несколько отодвигает срок смены поко- лений. При использовании приведенных зависимостей следует учиты- вать, что определенные с их помощью сроки обновления каждого конкретного образца подлежат корректировке с учетом фактиче- ской обстановки в отрасли. Так, условно принятое допущение о непрерывности роста показателя боевой эффективности не гаран- тирует, естественно, наличия достаточного задела для обновле- ния в точно намеченный срок. Возможно, что отработка того или иного компонента образца требует некоторого сдвига намеченно- го соока. При недостаточных темпах роста показателя боевой эффек- тивности (менее 2—3 % в год) математическая модель задачи обновления не позволяет определить оптимальные сроки обнов- ления. В этом случае они могут устанавливаться с учетом дру- гих факторов, в первую очередь, в зависимости от темпов разви- тия аналогичных образцов ведущих капиталистических государств и внешнеполитической ситуации. После выбора срока можно определить желательный уровень эффективности и наметить ме- роприятия по формированию НИОКР для его обеспечения. 61
Глава 4 ОРГАНИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ ВОЕННЫХ ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН 4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Этап разработки в жизненном цикле ВГМ занимает особое место. От правильности организации и уровня выполнения работ на этом этапе зависят сроки разработки, степень совершенства образцов, продолжительность освоения их в серийном произ- водстве и проведение необходимых доработок и доводки, а также затраты трудовых и материальных ресурсов. Организация разра- ботки на всех ее стадиях должна отражать специфику ВГМ, в полной мере учитывать опыт, накопленный отечественной про- мышленностью, а также положительные элементы в системах разработки ВГМ, действующих в развитых капиталистических странах. Разработка ВГМ, помимо создания конкретных образцов, обеспечивает формирование семейств машин, каждое из которых строится на единой базе. Реализация номенклатуры ВГМ в со- ставе ограниченного числа семейств дает значительный выигрыш в сроках и в ресурсах на разработку. Для получения запланиро- ванного эффекта необходимо соблюдать принципы оптимизации формирования семейств. Важное значение в организации разработки ВГМ имеет также правильное использование ресурсов проектно-конструктор- ской базы отрасли. 4.2. ОСНОВНЫЕ СТАДИИ РАЗРАБОТКИ ОБРАЗЦА ВГМ Под разработкой образца ВГМ понимается совокупность научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), обеспечивающих создание образца и подготовку его к производству. Порядок проведения этих работ и взаимоотноше- ния между их участниками регламентируются организационно- методическими и нормативно-техническими документами. Процесс разработки ВГМ включает в себя следующие основ- ные стадии: научно-исследовательские работы; 62
разработку технического предложения (аванпроекта); разработку и согласование тактико-технического задания на проведение ОКР по созданию образца; эскизное проектирование; техническое проектирование; разработку рабочей документации для изготовления опытной партии создаваемого образца; предварительные испытания опытной партии, включающие в себя конструкторско-доводочные и отраслевые испытания; приемочные испытания, состоящие из полигонных и войско- вых испытаний опытной партии; утверждение конструкторской документации междуведомст- венной комиссией (МВК); принятие образца на вооружение. Целесообразно рассмотреть характерные черты основных ста- дий создания образца ВГМ. Научно-исследовательские работы осуществляются совместно НИИ и КБ отрасли, полигонами и НИИ Министерства обороны, лабораториями вузов, институтами АН СССР для изыскания новых перспективных технических решений по образцам в целом и их составным частям, выбора и обоснования уровня характе- ристик, создания научно-технического задела и разработки пред- ложений на проведение ОКР Основой для решения этих задач служат анализ новейших достижений отечественной и зарубежной науки и техники и науч- но-техническое прогнозирование основных направлений развития типов ВГМ и их составных частей. Теоретические исследования должны дополняться экспериментальными, проводимыми с по- мощью натурных (ходовых) макетов и комплексных стендов; наряду с натурными методами должно широко применяться мо- делирование, в том числе математическое. Учреждениями Министерства обороны на данном этапе на основе анализа оперативно-тактических задач обосновываются и формулируются оперативно-тактические требования к разраба- тываемому образцу. Разработка технического предложения (аванпроекта) при со- здании образца ВГМ является самостоятельной частью работ, предшествующей опытно-конструкторской разработке образца. В процессе разработки технического предложения решаются следующие задачи: предварительное военно-техническое и экономическое обосно- вание целесообразности создания образца и его места в системе вооружения; определение основных технических решений, обеспечивающих заданную тактико-техническую характеристику; разработка вариантов возможных решений и предложений по выбору оптимального варианта; 63
предварительная оценка стоимости образца и затрат на орга- низацию его серийного производства и на эксплуатацию, а также сроков разработки; выработка проекта тактико-технического задания (ТТЗ) на проведение ОКР по образцу; разработка проекта сквозного плана образца. Основным исходным техническим документом для выполне- ния аванпроекта является предварительное ТТЗ заказчика, опре- деляющее назначение образца и ориентировочные показатели его боевых и технических свойств. Разработка аванпроекта образца может проводиться на кон- курсных началах несколькими головными исполнителями — НИИ и КБ отрасли. В этом случае конкурсная комиссия, состоящая из представителей заказчика, головного министерства отрасли, ми- нистерств-исполнителей и организаций-разработчиков, в резуль- тате рассмотрения всех предложенных вариантов выбирает ва риант для дальнейшей разработки. Если допускается дальней- шая параллельная разработка нескольких проектов, в решении обязательно устанавливается конечный этап ОКР. после которого отбирается единственный вариант. Заключение комиссии по рассмотрению аванпроектов утверж- дает заказчик Решение об утверждении служит основанием для доработки ТТЗ на ОКР (если необходимо) и подготовки проек- тов директивных документов на проведение опытно-конструк- торской разработки образца. Разработка и согласование тактико-технического задания на проведение ОКР. Тактико-техническое задание на проведение ОКР по созданию образца ВГМ разрабатывается на базе про- екта ТТЗ, составленного для выполнения технического предло- жения. Оно утверждается заказчиком и выдается им головному исполнителю. ТТЗ является основным исходным техническим документом, который регламентирует требования к разрабатываемому образ- цу и конструкторской документации на него; его содержание обя- зательно для всех предприятий и организаций заказчика и испол- нителей, участвующих в разработке. Тактико-техническое задание устанавливает цель разработки, назначение образца и его место в системе вооружения, совокуп- ность ТТТ, количественные показатели качества и надежности, требования к стандартизации и унификации, технико-экономиче- ские и специальные требования, предъявляемые к образцу, а также регламентирует этапы разработки конструкторской доку- ментации, ее состав, порядок испытаний и приемки опытного об- разца. Опытно-конструкторские работы по созданию образца ВГМ начинаются с этапа эскизного проектирования и заканчиваются принятием образца на вооружение. ОКР выполняется конструк- торскими бюро и заводами отрасли по договору с заказчиком. 64
В разработке принимают участие головной научно-исследова- тельский институт отрасли и институты по направлениям работ. Основными задачами этих институтов являются: обоснование направлений развития и совершенствования об- разцов ВГМ и их составных частей с помощью анализа развития соответствующих отечественных и зарубежных образцов, а также обоснование разработки вопросов теории ВГМ, разработки и ис- пытания экспериментальных образцов машин и их компонентов; контроль за соблюдением категорий по массе ВГМ и за при- менением унифицированных узлов базовых гусеничных шасси; оказание научной, технической и методической помощи кон- структорским бюро; рассмотрение эскизных и технических проектов образцов и выдача заключений по ним, а также участие во всех видах испы- таний опытных образцов и др. Эскизное проектирование. В ходе эскизного проектирования головной исполнитель образца и соисполнители — разработчики составных частей осуществляют: обоснование и расчетно-теоретическое подтверждение соот- ветствия тактико-технической характеристики образца заданным требованиям; расчетную оценку боевой и технико-экономической эффектив- ности образца в сравнении с зарубежными образцами того же назначения и с образцам, взамен которого предлагается разра- батываемый; определение характеристики образца по массе, а также опре- деление резерва по массе и забронированному свободному объему; разработку вопросов распределения функций между членами экипажа, целесообразной степени механизации и автоматизации, удобства доступа к местам обслуживания и т. п.; конструкторское и расчетное обоснование возможности ис- пользования разрабатываемого образца для создания семейства машин данной категории по массе (при создании базового об- разца); расчетное обоснование потребности развития эксперименталь- ной базы и затрат на формирование производственных мощ- ностей для серийного производства образца; определение состава, разработку и изготовление стендового оборудования для проведения экспериментальных работ и стен- довой отработки новых составных частей; исследования и испытания экспериментальных составных частей на стенде и в объекте для проверки их работоспособности и определения основных параметров; макетирование образца в натуральную величину для провер- ки размещения в нети всех его составных частей, условий разме- 5 Зак. 12с 65
щен и я экипажа, доступа к узлам и агрегатам для обслуживания, обзорности с рабочих мест экипажа, условий посадки экипажа и его выхода через люки и др. В состав эскизного проекта образца ВГМ входят следующие документы: ведомость эскизного проекта; чертежи общего вида образца и основных его составных частей; пояснительная записка и расчеты; эскизные проекты составных частей, разработанные соиспол нителями; копия ТТЗ на образец; программа обеспечения надежности; перечень экспериментальных работ, выполненных на этапе эскизного проектирования, и отчеты по испытаниям эксперимен- тальных составных частей; заключение комиссии по рассмотрению макета образца, вы- полненного в натуральную величину; экспертное заключение о проверке на патентную чистоту; заключение головной технологической организации отрасли о технологичности конструкции. Головной исполнитель представляет эскизный проект образца на заключение представителю заказчика на своем предприятии, на экспертизу головному НИИ отрасли и на отзыв НИИ заказ- чика (по его указанию). Перед рассылкой эскизный проект рас- сматривается на заседании научно-технического совета головного исполнителя и утверждается главным конструктором. После до- работки (по сводке отзывов) эскизный проект образца представ- ляется министерству—исполнителю ОКР, ведущему министерству отрасли и при их положительном заключении—заказчику для утверждения. Техническое проектирование. Технический проект образца разрабатывается на основе утвержденного эскизного проекта с учетом заключений отраслевых министерств и заказчика. При разработке технического проекта выполняются работы, предусмотренные для этапа эскизного проектирования, но с бо- лее углубленной проработкой, и, кроме того: изготавливаются опытные составные части и производится испытание их в стендовых или объектовых условиях для опреде- ления основных параметров и работоспособности; изготавливаются отдельные элементы или макеты броневого корпуса и башни и проводится их испытание; уточняется программа обеспечения надежности. В состав технического проекта должны входить те же доку- 66
менты, что и в эскизный проект, но более обоснованные по содер- жанию. Кроме того, в проект включаются: справка о согласовании применения покупных изделий; перечень экспериментальных и опытных работ, выполненных на этапе технического проектирования, и отчеты об испытаниях опытных составных частей, согласованные с представителем за- казчика; перечень эксплуатационной документации на образец. Порядок представления, рассмотрения и утверждения техни- ческого проекта тот же, что и для эскизного проекта. Разработка рабочей документации для изготовления опытной партии образца. На данной стадии осуществляются: разработка рабочей конструкторской документации; изготовление экспериментальных образцов; испытания экспериментальных образцов и корректировка ра- бочей конструкторской документации по их результатам для опытной партии образцов, предназначенной к предварительным испытаниям. Разработка рабочей конструкторской документации произво- дится на основе утвержденного технического проекта в соответ- ствии с требованиями стандартов ЕСКД. Эксплуатационная до- кументация разрабатывается до начала предварительных испы- таний в полном объеме перечня эксплуатационных документов. Необходимость изготовления экспериментальных образцов и их количество устанавливаются в ТТЗ или в договоре головного исполнителя с заказчиком. Испытания экспериментальных об- разцов проводит головной исполнитель с участием соисполните- лей и представителя заказчика при головном исполнителе. По результатам испытаний экспериментальных образцов при- нимается решение об изготовлении опытного образца или партии для предварительных испытаний. Предварительные испытания. На стадии предварительных ис- пытаний производятся изготовление опытного образца или их партии, конструкторско-доводочные и отраслевые испытания и доработка, а также корректировка рабочей и эксплуатационной конструкторской документации по результатам изготовления и предварительных испытаний. Составные части образцов (системы, агрегаты и сборочные единицы), поставляемые для предварительных испытаний, про- ходят приемочные испытания на предприятиях-изготовителях и должны быть доработаны по их результатам. Конструкторско-доводочные испытания образца проводит го- ловной исполнитель с участием соисполнителей составных частей и представителей заказчика по программе, составленной голов- ным разработчиком, согласованной с головным НИИ отрасли, 5* 67
представителем заказчика при головном разработчике и разра ботчиками составных частей. Программу утверждает головной разработчик образца. Отраслевые испытания должны проводиться комиссией веду- щего министерства отрасли с участием головного исполнителя, головного института отрасли и представителей заказчика по про грамме, составленной головным НИИ отрасли и согласованной с головным разработчиком и изготовителем, разработчиками со- ставных частей, представителем заказчика при головном НИИ отрасли и представителем головного НИИ заказчика. Программу утверждает ведущее министерство отрасли и согласовывает за- казчик. По результатам предварительных испытаний головное мини- стерство—исполнитель ОКР, ведущее министерство отрасли я за- казчик принимают решение о доработке образца (при необходи- мости) и проведении его приемочных испытаний. Полигонные испытания являются первым этапом приемочных (государственных) испытаний опытных образцов. На стадии полигонных испытаний осуществляются: изготовление опытного образца (или партии образцов); проведение полигонных испытаний; доработка образца по их результатам; корректировка рабочей и эксплуатационной документации. Опытные образцы для полигонных испытаний должны быть изготовлены по конструкторской документации, откорректиро- ванной по результатам предварительных испытаний. Полигонные испытания проводятся научно-исследовательски- ми и испытательными организациями заказчика после проведе- ния предварительных испытаний, показавших соответствие об- разца ТТЗ, по представлению ведущего министерства отрасли и решению заказчика. Полигонные испытания проводятся с целью сравнения ТТХ опытного образца с ТТЗ, проверки надежности, объема и перио- дичности технического обслуживания, оценки качества эксплуа- тационной документации и выдачи рекомендаций о возможности предъявления образца на войсковые испытания. Полигонные испытания проводятся по типовой программе, со- гласованной с ведущим министерством отрасли и утвержденной заказчиком. В испытаниях в качестве технических консультантов прини- мают участие представители головного исполнителя образца и соисполнителей основных составных частей, а также ведущего министерства отрасли и его головного НИИ. Для всесторонней оценки образцов и проверки их работоспо- собности в различных дорожных н климатических условиях поли- гонные испытания ВГМ проводятся, как правило, в четырех раз- 68
личных почвенно-климатических зонах (Средняя Азия, Закав- казье, Белоруссия, Восточная Сибирь). По отчету о результатах полигонных испытаний заказчик, ве- дущее министерство отрасли и головное министерство — испол- нитель ОКР принимают совместное решение о доработке (при необходимости) и готовности образца к проведению войсковых испытаний. Войсковые испытания являются заключительным этапом при- емочных (государственных) испытаний образца. На стадии войсковых испытаний производятся: изготовление опытной партии образцов; проведение самих войсковых испытаний; доработка образца по их результатам, корректировка рабочей и эксплуатационной документации. Партия образцов для войсковых испытаний должна изготав- ливаться по конструкторской документации, откорректированной по результатам полигонных испытаний. Решение о проведении войсковых испытаний принимается заказчиком. Целями войсковых испытаний являются: уточнение ТТХ образца при его использовании в составе под-» разделения; определение надежности образца в целом, особенностей эксплуатации, обслуживания и ремонта в районах с различными климатическими и дорожными условиями; определение условий и методов освоения нового образца лич- ным составом в войсках; разработка предложений по организационно-штатным меро- приятиям и требований к средствам технического обслуживания и ремонта; подготовка заключения о возможности принятия образца на вооружение. Представители промышленных министерств и исполнителей принимают участие в войсковых испытаниях в качестве техниче- ских консультантов, а также в составе рабочих групп. Войсковые испытания проводятся по типовой программе в военных округах, расположенных в различных почвенно-клима- тических зонах СССР. Программа испытаний согласовывается с ведущим министерством отрасли и утверждается заказчиком. По отчету о результатах войсковых испытаний заказчик, веду- щее министерство отрасли и головное министерство — исполни- тель ОКР принимают совместное решение о проведении доработ- ки образца (при необходимости) или подготавливают проект по- становления (решения) правительства СССР о принятии образца на вооружение и его серийном производстве. Схема организации разработки образцов в отечественной отрасли ВГМ приводится на рис. 4.1. 69
Научно-исследовательские работы 70
4.3. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ СЕМЕЙСТВ ВГМ Программное планирование предполагает реализацию но- менклатуры ВГМ в составе ограниченного числа семейств, каж- дое из которых выполняется на унифицированных составных частях шасси, поэтому создание ВГМ слагается из разработки отдельных образцов и формирования семейств из них. Эти два процесса взаимно связаны: базовый образец определяет облик семейства, и в то же время при его разработке в полной мере должны учитываться требования, предъявляемые каждой из мо- дификаций. Научное обоснование формирования семейств ВГМ опирается на правильный выбор классификационного параметра для по- строения параметрического ряда ВГМ и оптимальное распреде- ление номенклатуры по семействам с целью определения их ко- личества и границ категорий по массе. Выбор и обоснование классификационного параметра для построения рационального параметрического ряда ВГМ. Класси- фикационный параметр, выбираемый для построения параметри- ческого ряда, должен быть одинаково показательным для всех типов ВГМ независимо от их назначения и характеризовать воз- можность создания различных типов машин на единых состав- ных частях шасси, а также оценивать степень совершенства шасси. Классификационный параметр должен изменяться в достаточ- но широком диапазоне. Поэтому, например, такие параметры шасси, как удельная мощность, максимальная или средняя ско- рость движения, основным классификационным параметром слу- жить не могут, так как они отражают только некоторые из пока- зателей подвижности. К тому же указанные параметры для современных ВГМ различного назначения нивелируются, так как условиями их взаимодействия при выполнении основных задач определяются требования не только высокой, но и примерно равной подвижности. Последнее обстоятельство в числе других, в свою очередь, предопределило выбор в качестве основного направления унификации ВГМ — унификацию их шасси. Тяговое усилие или тяговая мощность характеризуют маши- ны, постоянно или длительно работающие с прицепными устрой- ствами, что для большинства типов ВГМ не характерно. Мощность двигателя в основном характеризует производи- тельность стационарных, а не транспортных машин. Грузоподъемность не характерна для боевых бронированных машин, а также для специализирова1иных машин боевого обеспе- чения с постоянно установленным оборудованием (например, ин- женерным). В бронетанковой технике исторически сложилась в качестве основной классификация по боевому весу машины (по массе). 71
Однако и этот важный для ВГМ параметр не может быть ис- пользован в качестве классификационного параметра для по- строения рационального параметрического ряда этих машин. Масса машины в значительной степени определяется массой оснащения, устанавливаемого на шасси. Однако полная масса не характеризует несущую способность шасси. В практике имели место случаи, когда образец «укладывался» в заданную массу, но из-за неоправданного утяжеления узлов шасси ухудшались характеристики оснащения и снижались боевые свойства об- разца. Существенное различие между шасси образцов неодинакового назначения определяется размерами полезной нагрузки, т. е. сво- дится к различию в так называемой несущей способности шасси. Под несущей способностью понимается предельная мас- са полезной нагрузки на шасси, на которую оно рассчитывается при заданных характеристиках. Подное использование несущей способности не обязательно для каждой модификации ВГМ, которую можно создать на дан- ном конкретном шасси. Это определяет возможность использова- ния одного и того же шасси для размещения ряда полезных на- грузок, заключенных в ограниченный диапазон по массе. По этим соображениям, несущей способности шасси, выраженной количе- ственно, целесообразно отдать предпочтение перед другими клас- сификационными параметрами для построения параметрического ряда ВГМ. Для определения несущей способности шасси требуется еди- ная методология. Дело в том, что для многих типов машин (боевых, а также специальных с несъемным оборудованием) представляет определенную трудность разделение общей массы образца между полезной нагрузкой и шасси. В практике отрасли ВГМ для бронированных машин принято относить к массе шасси, помимо масс моторной установки, транс- миссии, ходовой части и некоторых других составных частей, не- посредственно связанных с обеспечением подвижности машины, также 15 % общей массы образца. В этом случае корпус рас- сматривают как элемент защиты и как несущий элемент, обеспе- чивающий установку и взаимосвязь составных частей шасси. Тогда оставшаяся масса машины (за вычетом массы шасси) опре- делит ее полезную нагрузку. При оценке массы отдельных со- ставляющих полезной нагрузки указанные 15 % вычитают из массы систем защиты. У небронированных ВГМ массу их корпусов или рам с каби- нами полностью относят к массе шасси. При выборе несущей способности в качестве классификацион- ного параметра ряда ВГМ отдельные семейства будут различать- ся несущей способностью своих базовых шасси. Основы метода выбора оптимального количества базовых шасси военных гусеничных машин. Метод математической опти- 72
мизации параметрического ряда ВГМ по шасси предназначен для выбора и обоснования способов определения конечного опти- мального числа базовых шасси, на которых целесообразно раз- местить все множество образцов боевой и вспомогательной тех- ники, составляющей номенклатуру, а также для подбора опти- мальных значений несущей способности каждого из этих шасси. Одним из наиболее сложных методологических вопросов опти- мизации параметрического ряда является выбор критерия опти- мизации, поскольку от него зависят получаемые результаты, а следовательно, и фактическая эффективиость принятой к реа- лизации номенклатуры. Целесообразно рассмотреть метод определения критерия оптимизации, основанный на принципе затраты—эффективность. Уровень эффективности образцов и потенциал эффективности для каждого типа техники и ВГМ в целом задаются заказчиком, поэтому оптимизация параметрического ряда осуществляется ис- ходя из уровня затрат. На затраты в первую очередь влияют требования, выдвигае- мые заказчиком по номенклатуре, уровню ТТХ образцов и объе- му выпуска ВГМ, причем первые две группы факторов действуют на протяжении всего жизненного цикла образцов, а третья — на этапах серийного производства и эксплуатации. Согласование потребностей заказчика с выделяемыми ресурсами и возможнос- тями отрасли осуществляется итерационно в ходе формирования программ (см. гл. I) Окончательно определенные таким обра- зом характеристики образцов будут включать и характеристики шасси, которые войдут в модель в качестве исходных данных для расчета оптимального параметрического ряда ВГМ. В процессе решения задачи оптимизации параметрического ряда определяются оптимальное количество базовых шасси и соответственно базовых образцов и их оптимальные несущие спо- собности. Влияние количества базовых шасси на затраты будет сказываться во взаимно противоположных направлениях. С одной стороны, уменьшение количества базовых шасси сущест- венно сократит затраты на разработку образцов, поскольку создание модификаций на единой базе обойдется дешевле, чем самостоятельная разработка каждой из единиц номенклатуры; увеличение объема выпуска однотипных шасси обеспечит сокра- щение затрат на производство машин, а их унификация—сни- жение затрат на эксплуатацию ВГМ в войсках. С другой сто- роны, базовое шасси обеспечивает предельную для каждого семейства образцов несущую способность (без чего оно не смо- жет выполнить функцию базового шасси для всей номенклатуры своего семейства), которая на отдельных образцах используется не полностью, т. е. возникает ненужный «излишек» несущей спо- собности. Наличие «излишка» приводит к дополнительным за- тратам при изготовлении изделий и их эксплуатации. 73
С учетом указанных факторов может быть сформулирована задача оптимизации параметрического ряда ВГМ. В качестве критерия оптимизации приняты суммарные затра- ты на этапах разработки, производства и эксплуатации шасси для всего потребного массива ВГМ, т. е. в течение полного жиз- ненного цикла всех образцов номенклатуры. Оптимальным считается параметрический ряд, при выборе которого суммарные затраты на разработку (Фр), производство (Ф„) и эксплуатацию (Фэ) шасси минимальны, т. е. достигается максимальный экономический эффект при соблюдении принятых ограничений. В общих затратах на разработку учитываются затраты на проектирование, изготовление опытных образцов, доводку, испы- тания и освоение унифицированных шасси в серийном произ- водстве. В затраты на серийное производство входят затраты на изготовление шасси заданных номенклатуры п количества. В затратах на эксплуатацию шасси учитываются затраты на их хранение, горючесмазочные материалы, запасные части, обучение экипажей и содержание личного состава, а также на техническое обслуживание, текущий и средний ремонт шасси. В формализованном виде решение задачи оптимизации пара- метрического ряда ВГМ по шасси сводится к минимизации функ- ции цели следующего вида: Ф = Ф[(х1,х2, . . . ,), л,/л. .4, Cp(xJ, Св(хД где Х/—несущие способности шасси; п — число базовых шасси; т— число мо- дификаций в одном семействе; А— объем выпуска; Ср (х,) — функция стоимо- сти разработки, испытаний, доводки и поставки на производство шасси (на од- но шасси в рублях); Сл(xj) — функция стоимости производства одного шасси, руб.; С, (х/,/) —функция стоимости эксплуатации и хранения (на одно шасси в год); F(xi)— интегральная функция потребности. В ходе исследований учитывались и варьировались в широ- ком диапазоне практически все параметры ряда и характеристи- ки шасси (с учетом возможных значений технико-экономических характеристик образцов, выпускаемых различными предприятия- ми отрасли), которые могут влиять на затраты: количество чле- нов параметрического ряда, образцов и базовых шасси, состав семейства, несущие способности отдельных образцов, объем вы- пуска машин (суммарный и по каждому из образцов). Результаты решения задачи при задании некоторых парамет- ров в условных единицах позволили получить конкретные реко- мендации по оптимизации ряда (число базовых шасси и их несу- щие способности), а также выявить характер и степень влияния отдельных варьируемых величин на суммарные затраты, а сле- довательно, и на параметры искомого ряда. На рис. 4.2 проиллю- стрированы некоторые из указанных результатов. 74
На рис. 4.2, а отчетливо видно наличие минимума затрат (в условных единицах), соответствующего различному количеству базовых шасси при изменении исходных данных. Наибольшее влияние на количество базовых шасси оказывает изменение объема выпуска машин, так как при этом сокращение затрат в результате более рационального использования несущей способ- ности шасси превышает затраты на создание дополнительных Рис. 4.2. Пример решения задачи оптимизации параметрического ряда базовых шасси ВГМ: а — суммарные затраты; б — опти- мальное количество базовых шасси; Ф - суммарные затраты: т - каличе ство модификаций н одном семействе; п — количество базовых шасси. лопт —оптимальное количество безо вых шасси; А — объем выпуска базовых образцов. Влияние количества модификаций на количе- ство базовых шасси существенно проявляется только при боль- шом объеме выпуска. На рис. 4.2,6 представлены зависимости оптимальных значе- ний несущих способностей шасси от объема выпуска при различ- ном количестве модификаций в семействе. Изложенный метод с помощью соответствующей математиче- ской модели позволяет решать задачи оптимизации параметриче- ского ряда; это значительно расширяет возможности научного подхода к формированию семейств ВГМ с использованием уни- фикации образцов для существенного сокращения затрат на всех этапах жизненного цикла ВГМ. Метод может быть использован как для оценки существующего уровня унификации сравнением его с оптимальным, так и для прогнозирования оптимальных па- раметрических рядов перспективных ВГМ. При эволюционном развитии ВГМ модель достаточно устойчива во времени для ре- шения прогностических задач. Данная математическая модель позволяет оценивать также экономический эффект, достигаемый при реализации оптималь- ных решений, и возможные последствия отступлений от опти- мума. 75
4.4. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТРУДОЕМКОСТИ ОКР И ОПТИМИЗАЦИЯ СРОКОВ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ПО СОЗДАНИЮ ВГМ Одним из существенных элементов проверки реализации тре- бований заказчика при создании новых образцов ВГМ, в част- ности по срокам, является оценка возможности их разработки проектно-конструкторской базой (ПКБ) отрасли с учетом ее на- личных ресурсов и перспективы развития. В качестве исходной точки обновления образцов принимается начало серийного производства, от которого отсчитывается «назад» продолжительность разработки; правильное ее определе- ние позволит точнее задать время начала разработки, избежав разрывов в жизненном цикле образца и переноса сроков. С дру- гой стороны, ограниченность ресурсов ПКБ требует оптимизации их использования как одного из средств повышения эффектив ностя разработок. Осуществление программного планирования создает относи- тельно достоверную информационную базу для решения оптими- зационной задачи. К моменту ее постановки имеются (в виде па- раметров предпрограммного прогноза или первоначального ва- рианта ПВ—ПРОТ) номенклатура ВГМ с наметками разбивки по семействам, основные характеристики образцов, сроки обнов- ления базовых машин, данные о состоянии и возможностях ПКБ; задачи и объем ОКР по образцу также известны. Оптимизация распределения ОКР и сроков их проведения осуществляется по критерию минимизации недоиспользованного ресурса КБ. Целесообразно рассмотреть вопросы, касающиеся только одного вида ресурсов — численности инженерно-техниче- ских работников КБ, который выражается в человеко-месяцах (чел.-мес.) работы ИТР. Остальные виды ресурсов, необходимые для выполнения ОКР, например, ассигнования, мощности произ- водственно-экспериментальной, стендовой и испытательной баз, подлежат рассмотрению в комплексе вопросов развития мощ- ностей выпускающих предприятий и отраслевых НИИ и КБ. Распределению работ между КБ и оптимизации сроков их проведения должно предшествовать прогнозирование трудоем- кости конструкторских работ и номинальной продолжительности всей ОКР. Прогнозирование трудоемкости конструкторских работ. ОКР по ВГМ, объем и содержание которых подробно изложены в п. 4.1, структурно могут быть представлены либо как сумма этапов, охватывающих все работы по образцу на определенных стадиях его создания, либо как совокупность работ по основным структурным составляющим образца (рис. 4.3). Разделение ОКР по ВГМ на этапы довольно стабильно; их наименование и содержание определяется, как правило, утверж- даемыми для отрасли положениями или стандартами. В то же время деление ОКР по структурным составляющим образца ус- 76
ловно; оно может меняться в зависимости от типа техники, от- ражая ее конструкцию, и от особенностей организации выпол- нения самих работ. На этапах проектирования трудоемкость конструкторских ра- бот может быть оценена объемом и сложностью выпускаемой документации; а на этапах испытаний — их объемом. Трудоемкость ОКР зависит от новизны разработки, от заново создаваемых составных частей образца, что, в свою очередь, зависит от того, создается ли образец нового поколения или осу- ществляется модернизация имеющегося, а также от конструктив- ных особенностей образца, которые определяются типом, катего- рией по массе, уровнем унификации, конструктивной преемствен- ностью с прототипом и др. В зависимости от наличия исходных данных и нормативов тру- доемкость ОКР (чел.-мес. ИТР) может быть представлена как сумма трудоемкостей этапов ^окр ~ Л/» /—I где F) — трудоемкость /-го этапа ОКР; v — количество этапов ОКР, 77
или как сумма трудоемкостей работ по структурным состав- ляющим ОКР, F • - V F ‘ ОКР г' г—1 где Fr—трудоемкость r-й структурной составляющей ОКР; г— количество структурных составляющих ОКР По последнему выражению можно подсчитать также и трудо- емкость отдельных этапов ОКР. при этом Fг будет трудоемкостью г-н структурной составляющей на соответствующем этапе ОКР. Трудоемкость ОКР можно прогнозировать с помощью следую- щего выражения: 4 FОКР=2^«Л^иовг^иэм. Трг К^ПО«. пр , г—1 где Fv — трудоемкость г-А структурной составляющей ОКР для аналога рас- сматриваемого образца; Кновг — коэффициент новизны r-й структурной состав- ляющей в сравнении с аналогом; Амэм тр, —коэффициент изменения трудоемко сти r-й структурной составляющей в сравнении с аналогом; Кпоа пр — коэф- фициент, учитывающий повышение производительности труда ИТР В качестве аналогов могут быть приняты составные части базовой или любой другой машины, с которыми можно сравни- вать рассматриваемую структурную составляющую ОКР, и по которым может быть определена (рассчитана по нормативам или спрогнозирована) трудоемкость. При этом рассматриваемая со- ставная часть и ее аналог, как правило, должны иметь подобные функциональное назначение и конструктивную схему, соизмери- мые технические параметры (в том числе габаритно-массовые). Для базовых ВГМ полная трудоемкость и трудоемкость по структурным составляющим ОКР определяются нормативными данными в зависимости от категории по массе. Коэффициент новизны (К„о. ) характеризует преемственность рассматриваемой структурной составляющей с аналогом и ме- няется от 0 (полностью заимствованный компонент) до I (пол- ностью новый). Коэффициент изменения трудоемкости (Кнэм тр) характеризует возможные усложнения и упрощения рассматриваемой структур- ной составляющей ОКР в сравнении с аналогом и имеет значе- ния, отличные от 1, только для составляющих, по которым *ио, = 1. Выбор аналогов и значений Лнов и лнэм тр осуществляется на основе экспертных оценок, исходя из объема предстоящих разра- боток, состава документации и объема испытаний. Коэффициент, учитывающий повышение производительности труда (ЛГпов ), принимается для отрасли в зависимости от поко- ления и периодичности обновления образцов, по которым про- гнозируется трудоемкость ОКР. 78
В случае, если аналог относится к тому же поколению, что и рассматриваемый образец, Кпов np — I, а если к смежному пред- шествующему, К11ОЛ пр = 0,95 0,97. Производительность труда ИТР можно повысить в результате внедрения оргтехники, совершенствования методов испытаний и других мероприятий. Деление конкретных ОКР на структурные составляющие осу- ществляется экспертным путем в зависимости от объема исход- ной информации по рассматриваемым ОКР, наличия норматив- ных данных и прогноза по трудоемкости аналогов с использова- нием типовой структуры ОКР но ВГМ (см. рис. 4.3). При недостатке исходных данных для предварительной оцен- ки трудоемкости ОКР может быть использовано выражение, по- зволяющее прогнозировать трудоемкость ОКР по ВГМ в целом в зависимости от ее конструктивных особенностей и отличий от аналога: Лмач ~ РцК*. сл ’ где /•'>/ —суммарная трудоемкость конструкторских работ по образцу, выбран- ному в качестве аналога l-й ОКР (принимается по нормативным таблицам или на основании ранее выполненного прогноза); Кк.Сл — коэффициент конструк- тивной сложности рассматриваемого образца в сравнении с аналогом, завися- щий от новизны и усложнения разработки с учетом повышения производитель- ности труда (устанавливается экспертами). Прогнозирование номинальной продолжительности ОКР. Но- минальная продолжительность ОКР определяется суммирова- нием номинальной продолжительности отдельных этапов с учетом совмещения работ по ним: ЛжР = ^соем X 7 ОКР, ’ j-i где A’coBM— коэффициент совмещения этапов; — номинальная продол- жительность /-го этапа ОКР. Значения ТОКР/ и А'совм определяются действующими в отрасли нормативами в зависимости от категории по массе разрабатывае- мого образца и трудоемкости ОКР по нему. Расчет ресурсов ИТР в КБ, разрабатывающих ВГМ одной категории по массе. В процессе разработки средне- и долгосроч- ных планов НИОКР (пятилетних, при подготовке программ раз- вития отрасли и программ вооружения и др.) возникает необхо- димость предварительной (укрупненной) оценки достаточности ресурсов КБ для выполнения намеченного объема работ без уче- та особенностей организации работ, специализации, структуры, продолжительности этапов и последовательности проведения ОКР, а также других факторов, введение которых значительно усложняет оценку и целесообразно лишь на стадии детальной разработки планов. 79
Учитывая ограниченные возможности перераспределения ра- бот между КБ, специализирующимися по ВГМ различных кате- горий по массе, предварительная оценка соответствия заявки на ОКР ресурсам КБ проводится раздельно по категориям. Ресурсы ИТР, занятых на ОКР в КБ, определяются по фор- муле у ГР Лсер у гр ^ИТР ~ \ 22 2 ’ где Gft — численность ИТР в f-м КБ на начало / го года; Л1 количество ра- бочих месяцев в году каждого ИТР за вычетом отпуска (М »= II); Рпт—ко- эффициент, учитывающий потери рабочего времени по болезни, гособязанностям и др. (для отрасли ВГМ по накопленным данным Рт • 0,94); Р^ИР—коэф- фициент, учитывающий затраты ресурса на выполнение НИР (для отрасли ВГМ ^НИР’^)' Рпр—коэффициент, учитывающий прочие работы (в том числе отдельные задания министерства, работы в интересах предприятия и др.) и ре- зерв ресурса для неучтенных работ и зависящий от длительности прогнозируе- мого периода (дли большей глубины прогнозирования принимаются меньшие значения РПр ; для отрасли ВГМ /’„р =• 0,9 : 0,95); г с epi ft—трудоемкость обслуживания серийного производства /-й ОКР в f-м КБ в Лм году (для пред- приятий, имеющих отдельные серийные КБ, при подсчете ресурса численность ИТР серийного КБ может не учитываться, тогда fс epift " °. если ИТР, обслу- живающие серийное производство, входят в общую численность ИТР предприя- тия, тогда значения h^plft принимаются в соответствии с действующими в от- расли нормативами); £сер — количество разработок, требующих обслуживания серийного производства; Гр — количество лет в расчетном периоде; у — коли- чество КБ, специализирующихся на ВГМ одной категории по массе. Для ориентировочной оценки достаточности ресурсов КБ на планируемый объем ОКР используется выражение £окр у Р I £°КР М \? п Л' ^окр/ + б М где fOKP I—трудоемкость / й ОКР в расчетный период; Сокр — суммарная стоимость проектно-конструкторских работ, включенных в заявку, в объемных (стоимостных) показателях; Б — годовая выработка одного ИТР (руб./чел); для отрасли ВГМ Б ® 6,0 тыс. руб./чел.; Q/ — ресурс /го КБ за весь расчетный период (чел.-мес ); А рес — коэффициент использования ресурса, учитывающий неравномерность распределения работ и квалификацию (несоответствие набора тематики ОКР специализации КБ) (для отрасли ВГМ по предварительной оценке можно принять Арес *0,7 -+-0.75), £окр — количество ОКР по ВГМ данной категории, включенных в заявку (работы, проводимые на конкурсных на- чалах, учитываются как самостоятельные). При несоблюдении указанного условия исходные данные должны корректироваться путем сокращения заявки, увеличения численности ИТР в КБ, увеличения расчетного периода и др. Определение оптимальных сроков проведения работ. До опре- деления оптимальных сроков проведения ОКР предварительно осуществляется распределение работ между КБ пропорцнональ- 80
но их ресурсам с учетом специализации и загрузки переходящей тематикой. Это позволяет выявить «узкие места» в специализа- ции КБ и своевременно провести корректировку исходных дан- ных. После этого в результате варьирования значений удельной трудоемкости (среднего потребного ресурса ИТР*) выполнения каждого конкретного этапа ОКР в допустимых пределах осуще- Рис 4 4. Структурная схема алгоритма оптимизации последовательности ОКР в КБ • Средняя численность ИТР, полностью занятых на данном этапе ОКР. 6 Зак. 12с SI
Стйляется оптимизация сроков проведения работ в КБ; при этом должны соблюдаться условия непрерывности и очередности эта- пов ОКР. За критерий оптимизации принимается минимум не- доиспользованного ресурса КБ (по ИТР). Формально задача за- писывается так: *ОКР ДОКР минимизировать \ 1-1 Расчеты ведутся для каждого КБ в отдельности. Структурная схема алгоритма решения задачи приведена на рис. 4.4, а иллюстрация решения задачи —на рис. 4.5. Оптими- зация сроков проведения работ позволяет благодаря более пол- Рис 4.5. Варианты загрузки КБ: а до оптимизации; 6 — после оптимизации; 1—2, 5—1 и т. д. — номера этапов ОКР; Г—сроки разработки, мес; А’оКР уд Удельная трудоемкость ОКР. чел. (ИТР); ЛТ —со- кращение срока разработки; штриховкой обозначен недоиспользованный ресурс ному использованию ресурсов сократить сроки разработки. Так, в рассмотренном примере в результате изменения очередности работ 1 и 3, а также варьирования удельной трудоемкости на этапах 3—2 и 1—2 сократился недоиспользованный ресурс, а сроки завершения работ сократились на 20 %. 82
4.5. СТАНДАРТИЗАЦИЯ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ. ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ВГМ Стандартизация обеспечивает значительное повышение эф- фективности использования ресурсов, выделяемых на развитие отрасли ВГМ, так как своевременное и правильное применение и использование методов стандартизации позволяют улучшить тех- нические и боевые характеристики изделий отрасли, уменьшить стоимость и сократить время их разработки и производства, уменьшить номенклатуру изделий, использовать высвобожденные стоимостные и временные ресурсы для обеспечения более быстро- го и целенаправленного развития отрасли, создать необходимые условия для осуществления специализации разработки и произ- водства ВГМ и их составных частей. В отрасли ВГМ достигнута значительная насыщенность стан- дартами, приобретен определенный опыт их планирования, раз- работки и внедрения. В деятельности основных конструкторских бюро и заводов отрасли используется около восемнадцати тысяч государствен- ных стандартов, десятки тысяч технических условий, около ты- сячи отраслевых стандартов и стандартов предприятия. Систематический пересмотр стандартов, осуществляемый через каждые пять лет после введения их в действие, обеспечи- вает динамическое обновление требований к продукции и усло- виям ее производства в соответствии с достижениями научно-тех- нического прогресса. Основополагающие документы по стандартизации, основные определения и понятия. Основополагающими документами по стандартизации в отрасли ВГМ являются стандарты Государ- ственной системы стандартизации (ГСС), представляющие собой комплекс взаимосвязанных правил и положений, определяющих цели и задачи стандартизации, организацию и методику прове- дения работ по стандартизации во всех отраслях народного хо- зяйства СССР, порядок разработки, оформления, согласования, утверждения, издания, обращения, внедрения стандартов и конт- роля за их соблюдением. Особое место в ГСС занимает ГОСТ В 1.0—69, устанавливаю- щий систему стандартизации военной техники. Он определяет стандартизацию военной техники как установление соответствую- щих современному уровню развития науки и техники оптималь- ных норм, показателей, требований, правил, понятий, методов и т. л., предназначенных для использования при проектировании, производстве, испытаниях, приемке, ремонте, эксплуатации и хранении военной техники. 6* 83
Основные цели, принципы и методы стандартизации. Целями стандартизации военной техники являются: обеспечение постоянной боевой готовности и эффективности вооружения и военной техники, повышение их боевых и эксплуа- тационных возможностей, надежности, увеличение сроков служ- бы, сохранности и периодичности обслуживания, сокращение времени на обслуживание, упрощение условий эксплуатации и ремонта; повышение производственных возможностей и мобилизацион- ной готовности промышленности путем оптимальной унификации изделий и рационального сближения требований, предъявляемых соответственно к продукции народнохозяйственного и оборонного назначения; сокращение сроков и затрат на разработку и производство военной техники, упрощение системы заказов и снабжения воору- женных сил; создание и совершенствование системы обеспечения единства мер и достоверности измерений; ограничение роста номенклатуры, сокращение количества ти- поразмеров изделий аналогичного назначения, необходимых для создания нового вооружения и военной техники, а также для снабжения армии; изъятие устаревших и внедрение новых, пер- спективных, наиболее надежных изделий; значительное снижение веса (массы) образцов вооружения и военной техники; создание и совершенствование системы конструкторской, тех- нологической, эксплуатационной и ремонтной документации, обеспечивающей сокращение ее объема с одновременным повы- шением качества; создание классификации, кодирования изделий военной тех- ники с целью совершенствования управления, планирования и снабжения армии и др. Стандартизацию следует рассматривать как необходимое зве- но, связывающее НИОКР (заканчивающиеся созданием отдель- ных опытных образцом ВГМ, их составных частей и компонентов с повышенными конструктивно-эксплуатационными показателя- ми) с серийным производством на необходимом техническом уровне. Оформление результатов НИОКР в виде стандарта повы- шает требования к результативности работ, так как в разработке стандарта принимают участие все заинтересованные стороны; утверждение стандарта является кратчайшим путем внедрения результатов НИОКР в промышленность. Большое внимание в отрасли уделяется разработке стандар- тов, направленных на повышение качества ВГМ и их составных частей, сокращение номенклатуры применяемых деталей и мате- риалов, а также сроков отработки ВГМ на всех этапах жизнен- ного цикла. 84
В зависимости от характера стандартизуемой военной тех- ники устанавливаются: государственные и отраслевые военные стандарты на образ- цы специального военного назначения, разработанные по зада- нию Министерства обороны, и продукцию народнохозяйственного назначения со специальными дополнительными требованиями, связанными с использованием этой продукции для военных нужд; государственные и отраслевые стандарты на продукцию на- роднохозяйственного назначения, условия применения и эксплуа- тации которой в Вооруженных Силах аналогичны условиям при- менения и эксплуатации продукции народного хозяйства. Цели стандартизации в значительной степени реализуются в сфере эксплуатации, которая во многом определяет выбор работ по стандартизации и их эффективность. Комплексное решение основных задач стандартизации и уни- фикации изделий в течение определенного периода осуществляет- ся в соответствии с программами стандартизации. Возможную номенклатуру работ по стандартизации методиче- ские указания Госстандарта СССР рекомендуют определять пу- тем совместного рассмотрения общих направлений стандартиза- ции и классификационной структуры ВГМ Многообразие номенклатуры работ по стандартизации ВГМ может быть представлено трехмерным дискретным пространст- вом R (к, у, г) с осями: х — материальные объекты стандартизации (ВГМ, их состав- ные части, материалы, оборудование для испытаний, средства технологического оснащения и т. п.); у — виды стандартов; z — этапы жизненного цикла ВГМ. Определив для каждого стандарта г (xhyf,zK) ожидаемое изменение в результате стандартизации технических и эксплуата- ционных показателей ВГМ или их составных частей и соответ- ствующее значение показателя его эффективности г*)], можно найти оптимальную совокупность стандартов, подле- жащих включению в программу при условии соблюдения ограни- чений по срокам, трудовым, финансовым и прочим ресурсам, ли- митирующим работы по стандартизации. Комплексная оценка экономической эффективности стандар- тизации ВГМ должна быть составной частью оценки их тактико- технико-экономической эффективности. 4.6. ТАКТИКО-ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ Роль тактико-технико-экономического анализа проектных ре- шений. Современные танки являются сложными техническими системами, в которых широко используются новейшие достиже- ния науки и техники. Создание новых образцов и совершенство- 85
вание (модернизация) серийных танков сопряжены с трудоемкой и сложной работой больших коллективов специалистов. Сущест- венным моментом этой работы является необходимость решения таких сложных комплексных вопросов, как обоснование основных ТТТ к образцу, выбор основных составных частей, включая комплекс вооружения, средства обеспечения живучести и шасси. Особенностью проектирования танков (и военной техники вообще) является то, что задачу приходится решать в условиях неопределенности, при отсутствии непосредственных боевых действий, поэтому при создании танка, наряду с использованием знаний о природных условиях, необходимо тем или иным путем моделировать процесс боевого применения. Эта особенность в со- временных условиях обусловливает включение в методологию проектирования, особенно на ранних стадиях, методов тактико- технико-экономического анализа (или анализа затраты—эффек- тивность). При проведении этого анализа следует учитывать факторы, характерные для военной техники, а именно: неуклонный рост затрат на разработку, изготовление и эксп- луатацию военной техники; сложность современных систем вооружения, обусловленная многоцелевым характером их использования, необходимостью взаимодействия различных систем при решении ими боевых за- дач, а также влиянием большого числа различных факторов на результаты использования этих систем; возможность удовлетворения одних и тех же требований к проектируемому образцу реализацией различных технических ре- шений; усложнение и увеличение связей между образцами в системе танковых войск и при взаимодействии с другими родами сухопут- ных войск, с войсками ПВО и т. д.; необходимость учета производственных возможностей для массового насыщения войск новыми образцами в сжатые сроки; сокращение сроков создания новых образцов и модернизации серийных; постоянное поддержание техники на современном уровне. Тактико-технико-экономический анализ опирается на результа- ты испытаний и экспериментальных исследований, а в методоло- гическом плане — на самостоятельные родственные дисциплины (исследование операций, технико-экономический анализ, систем- ный анализ и др.). Основными задачами анализа являются: определение перспектив развития образцов; установление требований к вновь разрабатываемым или мо- дернизируемым образцам; обоснование технических, технологических и других решений в процессе создания новых образцов. Значение тактико-технико-экономического анализа при проек- тировании танка. Методы тактико-технико-экономического ана- 86
лнза используются, начиная с этапа разработки перспективных программ развития вооружения и отрасли, для укрупненной со- поставительной оценки различных сочетаний основных боевых свойств танка (огневой мощи, живучести и подвижности), дости- гаемых с помощью тех или иных принципиальных технических решений. На этой стадии решаются такие вопросы, как степень развития традиционных решений и возможность использования последних достижений науки и техники (газотурбинное двигате- лестроение, лазерная техника, электронные системы и вычисли- тельная техника и т. д.), вырабатываются требования к новым техническим решениям с учетом специфики их использования в танках, определяются условия внедрения этих решений, перечень и сроки научно-исследовательских и опытно-конструкторских ра- бот для их реализации. Непосредственно при проектировании танка тактико-технико- экономический анализ применяется в ббльшей степени на первых этапах (выработка тактико-технического задания, эскизное и техническое проектирование), но используется и на следующих этапах (изготовление и испытания опытных образцов, принятие на вооружение и серийное производство), как в случае необходи- мости внесения изменений в проект, так и для обоснования и подготовки принятия решения о постановке образца на серийное производство. Тактико-технико-экономический анализ применяет- ся и на последующих этапах жизненного цикла танка —при вы- явлении необходимости модернизации и замены его новым об- разцом. Некоторые различия в методологии тактико-технико-экоиоми- чсского анализа при решении отдельных задач заключаются в том, что если при определении перспектив развития образцов на первый план выдвигается системный анализ, то при выработ- ке требований — методы исследований операций. При обоснова- нии технических и технологических решений в процессе создания образца, а также при подготовке серийного производства глав- ную роль играет технико-экономический анализ. Методика тактико-технико-экономического анализа примени- тельно к задаче выработки ТТТ базируется на моделях анализа и количественной оценки отдельных свойств танка и образца в целом. Эти модели, отображающие реальные процессы функцио- нирования танка и его составных частей, позволяют дать прогноз ожидаемых в реальной обстановке результатов. На рис. 4.6 представлена условная схема разработки ТТТ к образцу. Для упрощения схемы обратные связи на ней не пока- заны. Процесс разработки ТТТ весьма сложен и не может быть описан простой схемой. Он включает в себя множество итера- ционных процессов и задач оптимизации. Кроме того, решение этой задачи пока невозможно без использования эвристических приемов, основанных на опыте и эрудиции большого круга спе- циалистов. 87
анализ принципиальной конструкции объекта Оперативно тактические требования Рис. 4.6. Условная схема разработки ТТТ к образцу- Тактико технические вооружения и военно<' техники вероятного противника Оперативно тактический ларактеристи. и театра военных действии топографические условия климатические и мстеоро- комплексной оценки ♦ффективности обрат Оценка затрат при боевом использовании Тактико-технико экономический О проекте ТТТ 88
На этапе выработки ТТТ в основном применяется математи- ческое моделирование, хотя используются и другие методы мо- делирования. На более поздних этапах, начиная с рабочего проектирования и изготовления опытных образцов, на первый план выдвигаются методы натурно-математического моделирова- ния, позволяющие проводить более достоверные исследования и оценки благодаря включению в модель реальных технических систем и человека-оператора. На этапе подготовки образца к принятию на вооружение и серийное производство основное зна- чение приобретают натурные образцы. Этапы тактико-технико-экономическою анализа. Танк обла- дает тремя основными боевыми свойствами, совокупность кото- рых определяет его боевую эффективность: огневой мощью, живучестью и подвижностью. Оценка боевой эффективности тан- ка в целом является обобщением частных оценок его основных свойств. Тактико-технико-экономический анализ включает в себя ряд последовательных этапов. Хотя на практике трудно установить границы между этапами и строгую последовательность их выпол- нения, условно процесс анализа можно представить следующим образом. На первом этапе формулируются конкретные цели предстоя- щего исследования, к которым относятся установление рацио- нального соотношения между объектами различного назначения, выбор принципиального конструктивного облика образца, опре- деление основных ТТТ, обоснование рациональной схемы построе- ния отдельных систем образца (вооружения, обеспечения живу- чести и др.), выбор вариантов технических решений, обеспечи- вающих заданные требования, но отличающихся отдельными тех- ническими и экономическими параметрами. На втором этапе производятся выбор критерия или целевой функции и их математическое выражение. Главным требованием к критерию является его соответствие целям исследования. На третьем этале осуществляется разработка модели иссле- дования. Модель разрабатывается обычно в два подэтапа: на первом разрабатывается логическая, описательная модель, на втором — математическая модель, отражающая реальный про- цесс в виде совокупности математических выражений (уравне- ний, неравенств и др.). Главное требование к моделям — макси- мальное приближение к действительности в пределах допускае- мой условиями решения сложности. На четвертом этапе определяется область возможных техни- ческих решений, выбираются их варианты и определяются воз- можные характеристики образцов. На пятом этапе определяются характеристики внешней среды, в которой предполагается использовать объект, и данные о так- тике действия и технических характеристиках вооружения и военной техники вероятных противников. Кроме того, на этом 89
этапе намечаются возможные варианты организации производст- ва машин. На шестом этапе выполняются необходимые расчеты по разра- ботанным моделям. На седьмом этапе проводится сопоставление различных ре- шений по выбранному критерию и отбор на этой основе приемле- мых вариантов решения. При этом может выявиться необходи- мость уточнения критерия, корректировки модели, изменения об- ласти допустимых технических решений, с вытекающей отсюда потребностью в дополнительных исследованиях. На этом же эта- пе выявляются связи между отдельными техническими характе- ристиками, между характеристиками и внешними условиями, устанавливаются связи с затратами и сроками реализации техни- ческих решений, выявляются «узкие места». На последнем, восьмом, этапе изучаются дополнительные факторы, не учтенные в моделях исследования, и вырабатывают- ся рекомендации для принятия решения. Необходимость рас- смотрения дополнительных факторов объясняется сложностью моделирования процессов боевых действий, требующего анализа принятых допущений и предложений. 4.7. ОБЗОР СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ ВГМ ЗА РУБЕЖОМ* Общая характеристика систем. В ведущих странах НАТО при разработке образцов вооружения наблюдается тенденция исполь- зования элементов программного планирования, а сами системы разработки постоянно отрабатываются и совершенствуются. Одной из первых систем, использовавшей программные методы, явилась известная американская система планирование—програм- мирование-разработка бюджета (planning—programming—bud- geting system), претерпевшая впоследствии ряд изменений. В на- стоящее время эти методы, как правило, используются в рамках пятилетних программ, имеющих ступенчатый характер, поэтому программы пересматриваются, корректируются и продлеваются ежегодно. В ходе программирования происходит согласование це- лей н задач, стоящих перед вооруженными силами, и военных рас- ходов на предстоящее пятилетие. Таким образом, в отличие от дол- госрочных отечественных программ, американские приближаются к нашим пятилетним планам, но без их всеобъемлющего харак- тера. Рассматривая порядок разработки ВГМ в ведущих капитали- стических странах, можно выделить ряд следующих факторов, влияющих на сроки и качество работ. 1. Выполнение НИР и ОКР по ВГМ производится в специали- зированных научно-исследовательских и испытательных центрах (НИЦ), которые могут быть как государственными, подчиненны- * В написании п. 4.7 принимал участие канд. техн, наук В. Г. Толочнн. 90
ми Министерству обороны (MVEE — в Великобритании, АМХ —во Франции), так и частными, т. е. фирменными (КБ «Порше», «Тис- сен-Хеншель», «Краусс-Маффей» - в ФРГ). 2. Количество управлений военного ведомства, имеющих пра- во на самостоятельные заказы образцов ВГМ, максимально огра- ничено. В ФРГ, например, такое право предоставлено единому уп- равлению заказов (BWB), которое учитывает потребности в тех- нике для всех родов войск. Такой порядок исключает дублирова- ние и разработку излишней номенклатуры ВГМ. В качестве при- мера на рис. 4.7 представлена схема управления военной промыш ленностью Великобритании, которая характеризуется высокой степенью централизации. На схеме не показаны научно-исследо- вательские центры и заводы частных фирм, привлекаемые к раз- работке и производству вооружения. 3. При обширной номенклатуре, удовлетворяющей потребности армии в различных специализированных машинах, разработчики стремятся к уменьшению числа базовых образцов. При разработке базового образца одновременно создается все семейство. Харак- терно, что разработка многономенклатурных семейств на единой базе особенно активно проводится в странах с высоким уровнем централизации управления отраслью. Так, в Великобритании на базе легкого шасси «Скорпион» разработано семь ВГМ, во Фран- ции на базе БМП АМХ-10Р — более десяти машин, в том числе и колесные модификации. В тех странах, где государственные цент- ры по разработке ВГМ отсутствуют, инициаторами создания се- мейств на единой базе часто выступают фирмы-поставщики, стре- мящиеся получить дополнительные заказы. Так, в ФРГ фирма «Тиссен-Хеншель» в инициативном порядке разработала свыше 20 проектов машин различного назначения на шасси БМП «Мар- дер», из них шесть приняты на вооружение. 4. Широко практикуется отработка и проверка новых принци- пов и новых технических решений на натурных макетах, что позво- ляет сократить стадию доводки и общий цикл разработки образца. Так, при создании танка «Леопард-2» было изготовлено и испыта- но более 20 опытных образцов. 5. При конкурсной разработке образцов на стадии ОКР на се- рийное производство ставится один из них; конкурирующие фирмы организуют на своих заводах производство изделий единого об- разца. Это мероприятие при относительно небольших объемах производства танков в мирное время оценивается рядом зарубеж- ных специалистов как экономически неэффективное. Истинная цель его состоит в поддержании высокой степени мобилизацион- ной готовности резервных заводов. 6. Широко используются ускоренные методы испытаний в кли- матических камерах, на специальных стендах и на трассах со спе- циальными покрытиями, что обеспечивает быстрое выявление не- доработок. Все крупные полигоны оснащены новейшей измеритель- ной техникой и сооружениями, позволяющими проводить всесто- 91
Рис. 4.7. Схема управления военной промышленностью Великобритании
ронние испытания с высокой степенью повторяемости результатов (полигоны «Унтерлюсе» фирмы «Рейнметалл» и Е-41 бундесвера в ФРГ, Абердинский в США и др.). 7. В США отработка и наладка производственных линий начи- нается на заключительных этапах ОКР. Образцы для войсковых испытаний, как правило, изготавливаются на таких линиях с при- менением серийной технологии (предсерийкая партия). Однако системе создания ВГМ за рубежом присущи и серьез- ные недостатки, обусловленные самим капиталистическим спосо- бом производства, конкурентной борьбой между военно-промыш- ленными корпорациями и фирмами внутри отдельных стран, а так- же межгосударственными противоречиями. Опытно-конструкторские разработки и производство ВГМ в ка- питалистических странах ведутся обычно частными концернами и фирмами по контрактам с министерством обороны. Между от- дельными фирмами ведется жесткая конкурентная борьба за полу- чение контрактов на разработку и производство ВГМ. На стадиях разработки образца вплоть до решения о серийном производстве его стоимость всячески занижается фирмой-разработ- чиком. В ходе работ постепенно «выявляется» увеличение стоимо- сти. Например, фирма «Крайслер», разрабатывая конкурсный ва- риант нового американского танка М-1, объявила, что она пол- ностью обеспечивает так называемую лимитную стоимость (728 тыс. дол.) и даже перечислила упрощения конструкции, вводимые ради этого. Вскоре после утверждения варианта «Крайслер» в ка- честве основы для дальнейшей разработки расчетная стоимость нового танка стала расти и, по оценкам американских специали- стов, в настоящее время составляет около 1,7 млн. дол. В проектах разрабатываемых образцов часто используются не- достаточно проверенные научно-технические решения, что созда- ет непредвиденные затруднения и затягивает разработку сверх за- планированных сроков. Основные стадии создания ВГМ. В ведущих капиталистических странах процесс создания ВГМ может быть подразделен на сле- дующие основные стадии: выработку концепции; подтверждение (обоснование контракта); опытно-конструкторскую разработку; производство и развертывание в войсках. Естественно, что в разных странах названия стадий могут раз- личаться, отдельные из них делятся на более мелкие этапы и под- этапы с частичным перекрытием. Эти различия будут показаны ниже. Разработка образца на каждой стадии в результате выполне- ния определенного объема работ должна достигать установленной (оговоренной) степени завершенности. Стадия заканчивается при- нятием решения, являющегося основанием для перехода к следу- ющей стадии. 93
Стадия выработки концепции включает в себя: обоснование оперативной потребности и выработку ТТТ к об- разцу (выполняется командованием, в интересах которого разра- батывается образец); предварительную разработку возможных вариантов образца (с привлечением промышленности); оценку и сопоставление вариантов проектов на техническую осуществимость, технический уровень, степень технического риска; по возможности организации производства; по стоимости и срокам разработки; по обоснованности и реализуемости ТТТ; выбор предпочтительного варианта образца с точки зрения так- тико-технико-экономической эффективности; установление категории важности (ранжирование) программы данного образца. Сроки проведения отдельных этапов на этой стадии не задают- ся. В ФРГ данной стадии предшествует предварительная стадия, в процессе которой главный штаб сухопутных войск на основе ана- лиза оперативно-тактических задач обосновывает и формулирует оперативно-тактические требования к разрабатываемому образцу. На стадии подтверждения (обоснования контакта) подтверж- дается техническая достижимость основных характеристик, удов- летворяющих ТТТ к образцу, выявляется область наибольшего технического риска, уточняется стоимость и подготавливается план-график проведения работ. Для этого необходимо провести аналитические исследования и, главным образом, создать и испы- тать экспериментальные образцы танка в целом и его составных частей. По результатам работ из числа конкурирующих подрядчиков выбирается тот, который продемонстрирует возможность достиже- ния наилучших показателей по критерию затраты-.эффективность с учетом сроков исполнения. На стадии опытно-конструкторской разработки осуществляется проектирование, изготовление, испытание и отработка образцов, которые в наибольшей степени приближаются к окончательному производственному (серийному) варианту и имеют характеристи- ки, полностью отвечающие требованиям к боеспособности, надеж- ности, живучести и ремонтопригодности в условиях эксплуатации. На этой стадии выполняется основная часть работ по подготовке серийного производства изделий данного образца, ведется осна- щение и наладка производственных линии, на которых изготавли- ваются опытные образцы для войсковых испытаний. Обычно до развертывания серийного производства изготавливается от 40 до 100 машин (предсерийная партия), которые предназначаются для опытно-войсковой эксплуатации и для обучения экипажей в вой- сках. В ФРГ на стадии ОКР опытные образцы проходят три основ- ных вида испытаний: заводские, технические и войсковые. 94
Целью заводских испытаний является проверка соответствия образцов требованиям, изложенным в контракте на разработку. Заводские испытания проводятся фирмой-разработчиком с участи- ем представителей управления рода войск (службы), для которого разрабатывается образен. Технические испытания опытных образцов проводятся для оп- ределения их соответствия ТТТ и требованиям к эксплуатационной надежности. Эти испытания проводятся армейскими испытатель- ными центрами. После принятия решения о соответствии образна ТТТ и требованиям к эксплуатационной надежности составляется акт о технической готовности образца к принятию на вооружение, в котором определяется также пригодность образца к серийному производству и гарантийные сроки его эксплуатации. Войсковые испытания опытных образцов являются завершаю- щим этапом ОКР. Цель их заключается в определении пригодно- сти нового образца к использованию в войсках. Войсковые испыта ния проводятся специальными подразделениями военных училищ под руководством управления по общим вопросам сухопутных войск с привлечением учебных и других войсковых подразделе- ний. Для получения наиболее объективных оценок, а также выяв- ления сслабых мест» образца войсковые испытания рекомендуется проводить в различных почвенно-климатических зонах. Успешное проведение войсковых испытаний завершается со- ставлением акта о пригодности образца к использованию в вой- сках. На основании этого акта, а также акта о технической готов- ности образца к принятию на вооружение руководство Министер- ства обороны принимает решение о принятии образца на вооруже- ние, чем одновременно санкционируется начало серийного произ- водства. В США испытания и оценка образцов проводятся на всех ста- диях создания. До начала ОКР испытания менее формализованы, чем на последующих стадиях, и направлены в основном на опреде- ление технической осуществимости, выявление возможности дости- жения отдельных технических характеристик, установление целе- сообразности продолжения разработки, направления и интенсив- ности дальнейших работ, выявление областей наибольшего техни- ческого риска. В дальнейшем цели испытаний более конкретны, и испытания проводятся по специальным типовым программам. Со стадии ОКР основной задачей испытаний становится опре- деление готовности образца к переходу в стадию производства. Испытания становятся строго регламентированными и ведутся по специальным программам заказчика. В соответствии с директивой МО США до принятия решения о начале серийного производства опытные образцы должны прой- ти цикл последовательно чередующихся испытаний, проводимых разработчиком и заказчиком на разных этапах разработки. Цикл этих испытаний завершается приемочными испытаниями, которые проводят специально созданные в армии США контролирующие 95
органы, независимые от разработчика, заказчика и боевого ко- мандования и подчиненные штабу данного вида вооруженных сил. Для наиболее полной и всесторонней оценки американские опытные образцы ВГМ проходят испытания в различных почвенно- климатических зонах на следующих полигонах: Абердинском (штат Мериленд), Дагуэй (штат Юта), Юма (штат Аризона), в Форт-Ли (штат Западная Вирджиния) и в Форт-Грили (штат Аляска). Испытания систем защиты от средств массового пораже- ния проводятся на ракетном полигоне Уайт-Сэндс (штат Нью-Мек- сико) и в национальной лаборатории Ок-Ридж (штат Теннесси). В табл. 4.1 представлена схема этапов разработки нового аме- риканского танка ХМ-1 (М-1), составленная на основании зару- бежных источников. Стадия производства. На этой стадии изделия, а также обо- рудование для обучения личного состава, запасные части и т. п. производятся и поставляются для оперативного использования в войсках. Контракт на производственное изготовление заключается, как правило, с тем подрядчиком, который вел ОКР образца. Для зарубежной танковой промышленности характерен относи- тельно небольшой объем собственного передела сборочных заво- дов. Помимо таких традиционных для танкостроения комплектую- щих изделий, как двигатели, вооружение, электронные и оптиче- ские приборы, специализированные заводы поставляют трансмис- сии, корпуса и башни, узлы ходовой части. Наличие широких ко- операционных связей и специализированных заводов (фирм) позво- ляет упростить и ускорить процесс перехода на новую модель тан- ка и способствует повышению уровня унификации отдельных узлов и агрегатов. Детальные схемы организации разработки образцов ВГМ в США и ФРГ приведены в табл. 4.2 и 4.3. Из представленных таблиц видно, что деление процесса созда- ния образцов ВГМ в США и ФРГ по главным стадиям разработки и содержанию работ на стадиях в основном совпадают, однако в каждой из систем есть свои особенности. Так, в США, наряду с делением на стадии, имеет место деление по основным видам работ, так называемым категориям главных программ, при этом границы видов работ не совпадают с граница- ми стадий разработки. В ФРГ в отличие от США до перехода к выработке концепции имеется предварительная стадия. Виды и задачи испытаний опыт- ных образцов на стадии ОКР в ФРГ регламентированы более чет- ко; чем в США, где они крайне раздроблены, причем оговорены все виды испытаний, начиная с самых ранних этапов разработки, так что иногда трудно выделить главные задачи и особенности отдельных испытаний. Стандартизация и унификация ВГМ в странах НАТО. В послед- ние годы в связи со значительным ростом стоимости разработки 96
Таблица 4.1 Зак. 12с Этапы разработки танка М-1 Показатели 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 Разработка ТТТ Согласование ТТТ с фирмами-разработчиками 1-й контракт на кон- курсную разработку («Крайслер»—«Джене- рал моторе») 28.06.73 1 Сравнительные испы- тания опытных образцов 1 Принятие решения по конкурсным испытаниям 15.11. I L 1 2-й контракт на тех- ническую разработку («Крайслер») 1 Ij Доводочные и эксплу- атационные испытания опытных образцов Выпуск предсерийно|и партии 1 02.80 “1 Принятие решения о серийном производстве - - - - - — '— i. 1 02.81 | Серийное производст- во на заводе г. Лайма U* • - - 0^.81 ' ' ‘1
Таблица 4.2 8 Организация разработки новых образцов ВГМ в США Стадии программы разработки Выработка концепции Подтверждение Разработка системы в полном составе Производство и насы- щение войск Основные виды ра- бот Исследования и поис- ковые разработки Экспериментальные разработки Опытно-конструктор- ские работы Основные задачи и содержание работ 1. Обоснование опера- тивной потребности и выработка ТТТ 2. Предварительное проектирование возмож- ных вариантов образца 3. Оценка проектов на технический уровень и степень технического риска; по стоимости и срокам программы раз- работки; на обоснован- ность и реальность ТТТ; на необходимость де- монстрации образцов 4. Выбор предпочти- тельных вариантов 5. Установление кате- гории важности про- граммы 1. Подтверждение принципиальной техниче- ской достижимости ос- новных ТТТ аналитиче- скими исследованиями, созданием, испытанием экспериментальных об- разцов и их составных частей, а также в ре- зультате выявления об- ласти наибольшего тех- нического риска 2. Конкурсные разра- ботки несколькими под- рядчиками 3. Представление на конкурсные испытания экспериментальных об- разцов 1. Заключение кон- тракта на ОКР с под- рядчиком —победителем конкурса предыдущей стадии 2. Проектирование опытных образцов, изго- товление и отработка со- ставных частей 3. Подготовка произ- водства к выпуску ма- лой серии (отработка и наладка производствен- ной линии ограниченной мощности, определение кооператоров) 4. Изготовление опыт- ных образцов, их испы- тания и доводка 1. Контракт на серий- ное производство образ- цов ВГМ, оборудования для обучения личного состава, запасных частей 2. Наращивание про- изводства до необходи- мого уровня Примечания. 1. Контракты с подрядчиком заключаются отдельно на каждую стадию разработки. 2. На первых двух стадиях оценивается технологичность образца. 3. Из числа конкурирующих подрядчиков выбирается тот, который продемонстрирует наидучшже показатели по соотношению боевой эффективности и стоимости с учетом времени выполнения программы. Таблица 4.3 Организация разработки новых образцов ВГМ в ФРГ Стадии разработки Предваритель- ная Выработка концепции Обоснование контрак- та Опытно-конструктор- ская работа Производство, поставки Итоговый документ Оперативно-так- тические требова- ния Военно-техническое задание Тактико-технико-эко- номические требования (ТТЗ) Решение о принятии на вооружение Заключитель- ный отчет Основные задачи и содержание работ 8 1. Оперативно- тактическая зада- ча 2. Идея реше- ния 3. Реализуе- мость 4. Исследования 5. Изучение рынка 6. Разработка оперативно-такти- ческих требова- ний 1. Анализ будущего образца 2. Выбор альтернати- вы 3. Изучение рынка 4. Разработка пред- варительных вариантов проектов 5. Экспериментальные исследования 6. Разработка ключе- вых компонентов 7. Выработка крите- риев оценки 8. Выбор концепции 9. Разработка военно- технического задания 1. Анализ проекта 2. План реализации 3. Исследования кри- тических элементов 4. Выбор проекта 5. Определение окон- чательных характеристик 6. Выбор главного подрядчика 7. Разработка рабоче- го и финансового планов 8. Разработка военно- технико-экономических требований !. Заключение кон- тракта на разработку 2. Проектирование и изготовление опытных образцов 3. Заводские испыта- ния 4. Изготовление пред- варительной серии 5. Технические испы- тания (с составлением акта о технической го- товности к принятию на воружение, о состоянии ТТТ и эксплуатационной надежности) 6. Войсковые испыта- ния (с составлением акта о пригодности к исполь- зованию в войсках) 7. Ввод в эксплуата- цию или принятие на во- оружение 1. Заключение контракта на поставки 2. Приемка об- разцов 3. Одобрение заключительно- го отчета о первой партии
и производства современных образцов вооружения и военной тех- ники в планах руководства НАТО уделяется большое внимание вопросам стандартизации и унификации. Считается, что стандар- тизация и унификация имеют как военно-экономическое, так и во- енно-стратегическое значение Военно-экономическое значение стандартизации и унификации заключается в сокращении затрат на разработку и производство, в снижении эксплуатационных расходов, в повышении качества, надежности и долговечности военной техники, а военно-стратеги- ческое— в повышении мобилизационной и боевой готовности страны или группы стран. Устав НАТО ZDV 30/41 рассматривает вопросы стандартиза- ции, и в частности унификации военной техники, стандартизацию основных правил поставки военной продукции и методов ее испы- таний как одно из наиболее эффективных средств обеспечения совместных действий вооруженных сил НАТО. В рамках Североатлантического пакта создано военное уп- равление стандартизации (MAS), которое принимает проекты предложений по стандартизации военной техники от стран НАТО и руководит дальнейшей разработкой принятых предложений. Уп- равление MAS является также связующим звеном между военны- ми и гражданскими организациями НАТО. Кроме управления стандартизации, в рамках НАТО имеется гражданская организация — отделение поддержки оборонных ор- ганизаций (Division of Defence), в состав которого входит совет директоров по вопросам вооружения отдельных стран —CNAD (Conference of National Armaments Directors). Основная задача совета CNAD — обеспечение сотрудничества в области научных исследований, разработок и производства но- вых образцов с соблюдением требований их стандартизации в ре- зультате согласования новых разработок и графиков замены уста- ревших образцов. Главный итог работы CNAD — это проекты, в разработке и финансировании которых принимают участие, по крайней мере, две страны. На таком уровне этот проект рассмат- ривается уже как проект НАТО. Стандартизация ВГМ в странах НАТО проводится тремя пу- тями: 1. «Снизу»—унификация отдельных составных частей машин. Например, использование 105-мм английской нарезной пушки и боеприпасов к ней практически для всех танков НАТО. 2. «Сверху» — долгосрочное планирование и разработка еди- ных для всех стран НАТО образцов ВГМ. Примером этого являет- ся попытка (хотя и не удавшаяся) создания единого танка для стран НАТО. 3. Через закупки — приобретение лучших образцов ВГМ ря- дом стран НАТО, например, западногерманского танка «Лео- пард-1», американского БТР М-113А1 и др. Этот путь стандарти- зации наиболее распространен. 100
Высокая стоимость разработки и производства современных ВГМ привела к усилению кооперации военной промышленности разных стран НАТО. При этом используются различные формы сотрудничества: разработка совместных программ НИОКР; производство ВГМ или их составных частей по лицензиям; совместное производство отдельных видов ВГМ; обмен патентами и научно-технической документацией; координация в области распределения заказов и готовой про- дукции; оказание взаимного технического содействия в области произ- водства ВТ. Большое внимание уделяется разработке стандартов. Мини- стерство обороны США разработало серию нормативных докумен- тов, в которых сформулированы основные требования к качеству и надежности изделий. Так как почти все крупные фирмы страны связаны с военными поставками, эти документы, обязательные для фирм-поставщиков, по существу являются руководством в области качества и надежности для важнейших отраслей промышленности. Политика МО США в области военной стандартизации в зна- чительной мере базируется на максимальном использовании в сво- их интересах имеющихся и разрабатываемых промышленных стан- дартов, которые отвечают требованиям армии. Основные принци- пы организации и планирования совместной работы военных и гражданских ведомств в этой области изложены в «Руководстве министерства обороны по стандартизации». Военная промышленность стран НАТО использует стандарты США или координирует с ними разработку своих национальных стандартов. Создание единой системы военно-промышленной стандартиза- ции в рамках НАТО преследует следующие цели: улучшение взаимопонимания между военными и гражданскими ведомствами при разработке и практическом применении соответ- ствующей документации по стандартизации; привлечение фирм и промышленных организаций к активному участию в разработке военных стандартов; оперативное руководство со стороны правительства техниче- ской политикой в области военной и промышленной стандартиза- ции. В сфере экономики стандартизация и унификация выступают как эффективное средство сокращения военных расходов путем: быстрой окупаемости средств, вложенных в стандартизацию и унификацию; экономии от упрощения проектно-конструкторских разработок, технической документации, технологических и доводочных процес- сов и освоения производства новых видов продукции; экономии от использования стандартного оборудования и ком- плектующих изделий общепромышленного назначения; 101
экономии от внедрения унифицированных и стандартизован- ных деталей и составных частей при производстве, ремонте, транс- портировке и эксплуатации изделий военной техники; значительного сокращения затрат на ведение делопроизводства; удешевления процесса инженерно-технической подготовки во- енных кадров и резервистов. В сфере собственно военных гусеничных машин стандартиза- ция и унификация обеспечивают: оперативное внедрение научно-технических достижений в про- изводство военной продукции, повышение качества и надежности машин; сокращение номенклатуры запасных частей на складах; улучшение и упрощение эксплуатации, текущего ремонта и хранения военной техники; быструю переналадку производственных мощностей страны на изготовление военной продукции; уменьшение числа типоразмеров вооружения и военной тех- ники. По оценке официальных представителей НАТО, в результате стандартизации боевая эффективность может быть повышена на 30 % без увеличения численности войск. Однако на практике про- цесс стандартизации и унификации ВГМ в рамках блока НАТО постоянно сталкивается с трудностями, обусловленными противо- речиями между интересами военно-промышленных концернов раз- ных стран, а иногда и соображениями национального престижа. Так, в вооруженных силах НАТО только в Центральной Европе насчитывается семь типов основных танков и восемь типов броне- транспортеров. Несмотря на постоянные требования военного руководства НАТО, до настоящего времени странам блока не удалось создать единый или хотя бы унифицированный по основным составным частям танк. В 1963—1970 гг. фирмы США и ФРГ совместно разрабатывали танк МВТ-70*, который должен был стать единым танком НАТО. В результате безуспешных попыток согласовать спорные вопросы совместная работа через семь лет была прекращена и оба госу- дарства приступили к разработке «национальных» танков (США— М-1, ФРГ — «Леопард-2»). В конце 1974 г. была предпринята вторая попытка создания единого танка НАТО. США и ФРГ достигли договоренности о про- ведении совместных работ в области создания танка третьего по- слевоенного поколения. Соглашением предусматривалось, что ва- риант танка, показавший наилучшие результаты при совместных сравнительных испытаниях, будет принят в качестве единого тан- ка НАТО. * МВТ-70 — Main Battle Tank 70 — основной боевой танк 70-х годов. 102
Летом 1976 г., когда в США уже были закончены конкурсные испытания экспериментальных образцов танка ХМ-1, а его запад- ногерманский конкурент «Леопард-2АУ» еще готовился к испыта- ниям, обеим сторонам стало ясно, что в рамках третьего поколе- ния реализовать идею единого танка НАТО не удастся. Тогда меж- ду США и ФРГ было заключено дополнительное соглашение об унификации основных составных частей американского и запад- ногерманского образцов (двигатель, ходовая часть, вооружение, система управления огнем, ночные приборы). Несмотря на ком- промиссный характер соглашения, оно вызвало сильное противо- действие американских фирм, и министерство обороны США было вынуждено отложить его реализацию на неопределенный срок. Все эти попытки закончились тем, что в ФРГ было начато про- изводство тайка «Леопард-2», а в США —танка М-1. Великобри- тания и Франция также продолжают производство танков собст- венных конструкций.
Глава 5. ОГНЕВАЯ МОЩЬ ТАНКА И ЕЕ ОЦЕНКА 5.1. МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОГНЕВОЙ МОЩИ Огневая мощь — основное боевое свойство танка, характери- зующее способность его комплекса вооружения поражать цели определенной номенклатуры в заданных условиях боевого приме- нения танка. На рис. 5.1 представлена схематически связь между основными показателями огневой мощи танка и факторами, опре- деляющими их значения. Время* поиска цели. Необходимым условием ведения стрельбы из танка является обнаружение цели. Под временем поиска цели понимается время, затрачиваемое экипажем танка на обнаруже- ние и опознавание цели с заданной вероятностью. Под обнаруже- нием цели понимается получение информации о ее местоположе- нии в пространстве, под опознаванием — получение информации о ее принадлежности к определенному типу. В общем случае время, затрачиваемое на поиск цели, зависит от следующих основных факторов: количества приборов и наблюдателей; оптических характеристик приборов (увеличения, поля зрения, разрешающей способности, светопропускания, диаметров выход ного и входного зрачков); угла обзора, наличия стабилизации поля зрения приборов, плавности и скорости хода танка; амортизации подвесок прибо- ров, удобства работы и т. п.); характеристик цели (углового размера, конфигурации, яркости, скорости движения); свойств человеческого глаза (разрешающей способности, кон- трастной чувствительности, инерции зрения); внешних условий наблюдения (прозрачности атмосферы, ярко- сти фона, рельефа местности, грунта); тактической задачи и количества целей; психологического состояния наблюдателя, степени его обучен- ности. • Имеется в виду продолжительность процесса. 104
Угол обзора оказывает наибольшее влияние на процесс обна- ружения, и особенно на малых дальностях. С увеличением даль- ности преобладающее влияние на время пояска цели (обнаруже- ние и особенно опознавание) оказывают увеличение прибора, точ- ность стабилизации и качество изображения. Рис. 5.1. Схема связи между показателями огневой мощи и техническими характеристиками комплекса танкового вооружения Определение времени поиска цели включает в себя: расчет времени поиска цели через одиночный прибор; расчет времени поиска цели одним членом экипажа; расчет времени поиска цели экипажем танка. Наряду со статистическим и аналитическим моделированием процесса поиска целей, при расчете времени поиска применяют и квалиметрические методы, основанные на использовании зави- симостей времени поиска цели от отдельных характеристик прибо- 8 Зак. 12с 105
ров и экспериментальных данных по времени поиска типовых це- лей членами экипажа эталонного (базового) танка. Время подготовки выстрелов. На рис. 5.2 приведена типовая циклограмма подготовки первого выстрела из танка при условии обнаружения цели командиром или наводчиком. Продолжительность отдельных операций и полного времени подготовки выстрелов, а также возможность совмещения опера- ций зависят от типа и структуры системы управления огнем (СУО), характеристик приборов и мест их размещения. Так, на- пример, при наличии независимой стабилизации поля зрения при- цела-дальномера в обеих плоскостях операции заряжания пушки и измерения дальности могут быть совмещены, тем самым будет сокращено время подготовки первого и последующих выстрелов. Вероятность попадания — один из основных показателей эф фективности комплекса танкового вооружения, характеризующий точность стрельбы, определяемую отклонениями точек попадания относительно центра цели. Количественной мерой точности стрель- бы являются погрешности выстрела, числовыми характеристи- ками которых являются математические ожидания и среднеквад- ратичные (или срединные) отклонения. Источником погрешности являются различные ошибки стрельбы. Единообразие толкования физической природы ошибок стрель- бы, а также анализ процесса формирования погрешностей вы- стрела обусловливают необходимость классификации погрешнос- тей, которую следует проводить по двум признакам: по происхождению или по принадлежности к основным состав- ным частям комплекса; по характеру проявления ошибок в процессе стрельбы (пов- торяющиеся и неповторяющиеся погрешности). Основные погрешности стрельбы при классификации по пер- вому признаку следующие: погрешности рассеивания снарядов, обусловленные разбросом технических характеристик боеприпасов, вибрацией консольной части ствола при стрельбе с ходу и колебаниями пушки в тепло- вом зазоре люльки; погрешности технической подготовки пушки — погрешности со- гласования средней траектории полета снарядов с линией прице- ливания, обусловленные ошибками приведения пушки к нормаль- ному бою и дополнительными ошибками, вызывающими разброс средних точек попадания (СТП) в реальных условиях из-за не- стабильности основных параметров артиллерийской системы; погрешности подготовки исходных установок, появляющиеся в результате отклонения выработанного положения линии вы- стрела относительно упрежденного положения цели; погрешности наводки пушки, возникающие в результате от- клонения оси канала ствола относительно выработанного упреж- денного положения линии выстрела в момент вылета снаряда из канала ствола. 106
Рис. 5.2. Типовая циклограмма подготовки первого выстрела из танка 8* 107
Первые две группы (погрешности рассеивания снарядов и технической подготовки пушки) определяют ошибки системы пушка — снаряд, третья и четвертая группы (погрешности подго- товки исходных установок и наводки в момент выстрела) — ошиб- ки системы управления огнем. Деление погрешностей по характеру проявления (повторяе- мости) в процессе стрельбы на повторяющиеся и неповторяющие- ся для каждого из некоторой группы выстрелов позволяет сфор- мулировать основные понятия, определяющие точность стрельбы, а именно: меткость и кучность. Меткость стрельбы — повторяющаяся погрешность, характери- зуемая степенью совмещения центра рассеивания (средней траек- тории) группы выстрелов с точкой прицеливания. Кучность стрельбы — неповторяющаяся погрешность, характе- ризуемая отклонениями отдельных снарядов относительно центра рассеивания. Вероятность попадания в цель определяется суммарной по- грешностью выстрела и размерами цели. Вероятность попадания в цель сложного очертания можно приближенно определить, используя коэффициент фигурности цели К*. Р = Фо I (У - 'Пу)/ау] ф0 где Кф = Sy/Sop, Sa— фактическая площадь цели; Snp— площадь прямоуголь- ника со сторонами, равными габаритным размерам цели; тг тг — математн ческое ожидание отклонений по высоте и по боку средней точки попадания от точки прицеливания; — суммарные среднеквадратичные отклонения; у. г — полуразмеры цели по высоте и ширине. В табл. 5.1 приведены габаритные размеры и коэффициенты фигурности типовых целей и мишеней. В табл. 5.2 представлены результаты расчета вероятности по- падания (в %) в наиболее часто встречающиеся в практических расчетах типовые мишени и цели, в зависимости от кругового сре- динного значения погрешности выстрела Е А? ’/за. Используя табл. 5.2, можно определить значения погрешнос- тей и дальность стрельбы, при которой обеспечивается вероятность попадания одним выстрелом не менее 0,55. Эта дальность назы- вается дальностью действительной стрельбы Дл с Так, для мише- ни № 12 срединная круговая погрешность выстрела должна быть не более 0,9 м; для мишени № 13 — 0,72 м, мишени № 18 —0,55 м и т. д. Вероятность попадания не менее 0,55 в стандартную ми- шень НАТО обеспечивается на дальности, при которой суммарная погрешность выстрела (круговое срединное значение) не превы- шает 0,7 м. На дальности действительной стрельбы с вероятностью 0,9 обеспечивается не менее одного попадания в цель из трех вы- стрелов. юв
Таблица 5.1 Габаритные размеры и коэффициенты фигурности типовых целей и мишеней Цыь (мтиень) Габаритные размеры Коэффициент фигурности Яц.м *а.м $,м» Грудная фигура (мишень № 6) 0.50 0,50 0,20 0,80 Поясная фигура (мишень № 7) 1,0 0,5 0.45 0,90 Реактивное противотанковое ружье (мишень № 8) 1.0 1,0 0,7 0,7 Ручной противотанковый гранато* мет (мишень № 9) 0.55 1.0 0,44 0,8 Пулемет (мишень № 10а) 0.75 1.0 0,56 0,75 Противотанковое орудие, пехот- ный ПТУРС (мишень № 11) 1.1 1.5 1.58 0.95 Лобовая проекция танка (мишень № 12) 2.8 3.6 9,2 0,91 Бортовая проекция танка (мишень № 12а) 2.8 6,9 13,9 0,72 Танк в окопе (мишень № 126) 1.1 2.5 2,48 0,90 Лобовая проекция БТР (мишень № 13) 2.0 3.2 5,46 0,85 Бортовая проекция БТР (мишень № 13а) 2.0 4.0 6,74 0,84 ПТУРС иа автомобиле (мишень № 18) 2.2 2.0 3,35 0,76 Таим Т-55 2,36 3,27 5,96 0,75 Стандартная мишень НАТО (2.3 X 2.3 м) 2.3 23 5,29 1.0 Танк М-60А1 2.75 3,63 8.1 0,81 Примечание. Ни, £ц, S — сс целей и мишеней; А'ф—коэффициент ф. •ответствв! игурности JHO высот, цели. а, ширина и площадь 109
я» Т а б л и и а 5.2 Вероятность попадания Р в типовые мишени (цели) в зависимости от суммарной погрешности выстрела Е (срединного значения), % Номер мншенн (no KCT-G9) и тип цели Е. м М 12 М 13 М 18 м и танк M-60AI мишень НАТО (23x23 *0 0.1 100 100 100 98 100 100 0,2 100 100 100 92 100 100 0,3 99 96 92 69 99 96 0.4 97 87 77 49 96 90 0,5 90 75 61 37 88 78 0,6 82 63 48 27 78 65 0,7 73 53 38 21 68 55 0,8 63 44 31 16 58 45 0.9 55 37 26 13 50 38 1.0 48 32 21 II 44 32 1.1 42 27 18 9 38 28 1.2 37 23 15 7 33 23 1.3 32 20 13 6 29 20 1.4 29 18 12 5 26 18 1.5 26 16 10 5 23 16 1.6 23 14 9 4 20 14 1,8 18 11 7 3 17 11 2,0 15 9 6 3 14 9 2,5 10 6 4 2 9 6 3,0 7 4 2 1 6 4 Вероятность поражения цели. Вероятность поражения цели определяется точностью доставки боеприпаса к цели (вероят- ностью попадания), могуществом действия боеприпаса и уровнем защищенности цели (вероятностью поражения при попадании). Следует различать боеприпасы, поражающее действие которых определяется прямым попаданием снаряда в цель, и боеприпасы, поражающее действие которых определяется координатами точки разрыва снаряда относительно цели. При определении вероятности поражения цели определенным типом снаряда необходимо знать закон поражения цели, под ко- торым понимается зависимость между вероятностью поражения цели и числом попаданий в цель или координатами точек разры- вов снарядов относительно цели. ПО
Для поражения бронированных целей требуется прямое попа- дание одного или нескольких снарядов, и закон поражения такой цели представляют как функцию числа попаданий. Если <о— среднее число попаданий, необходимое для поражения цели, то при использовании допущения об отсутствии накопления ущерба, оправданном на практике, закон поражения для бронебойных подкалиберных и кумулятивных снарядов можно записать в виде показательной функции О(л) = 1 — (1 - !/«>)", где 1/ы—вероятность поражения цели при одном попадании; п — число попада- ний. Величину со находят или опытным путем через частость пора- жения цели в данных конкретных условиях (характер цели, даль- ность стрельбы, тип боеприпаса), или расчетно-теоретическим с учетом условий стрельбы, баллистических характеристик сна- ряда, уровня защищенности цели и функциональной схемы взаи- мосвязи ее составных частей. Для использования в практических расчетах в табл. 5.3 при- ведены значения ы бронебойных подкалиберных снарядов при стрельбе по танку М-60А1 для различных значений дальности стрельбы и бронепробиваемости. Таблица 5.3 Зависимость среднего числа попаданий снарядов (ы), необходимых для поражения танка M-60AI, от бронепробиваемости снаряда и дальности стрельбы Дальность, м Бронепробиоаемость под углом 60 от нормали к броне и» дальности 2U0U м. мм 160 125 150 175 200 500 1,31 1,20 1.11 1,05 1,02 1500 1,76 1Л1 1,27 1,13 1,08 2500 3,30 2,40 1,76 1,39 1,27 3 500 5,20 3,85 2,72 1,92 1,61 По зероятности попадания Р в цель и числу снарядов ш, не- обходимых для поражения цели, находим вероятность пораже- ния цели R = P/<o при одном выстреле. При оценке вероятности поражения небронированной цели осколочно-фугасным снарядом (ОФС) следует иметь в виду, что поражение цели возможно и при разрыве боеприпаса на некото- ром удалении от нее, которое зависит как от типа цели и уровня ее защищенности, так и от мощности снаряда (приведенной зоны поражения). В этом случае зависимость вероятности поражения 111
цели от координат точек разрыва называют координатным зако- ном поражения. При этом фугасное действие, определяемое коли- чеством взрывчатого вещества (ВЭ). учитывается радиусом во- ронки, образующейся при взрыве Тогда координатный закон поражения небронированной цели выражается функцией координат точек разрыва снаряда: 1 при |л,| I г„ и 1~Р1 т • ги или О при |д-р| > / 4-г„ и |гр| >m + rB, где хр, 2р — координаты точек разрыва снарядов. I, m- -полуразмеры длины и ширины цели: - радиус воронки При оценке осколочного действия функция G(.rpi zv), выра- жающая вероятность поражения цели, определяется стелены) удаления точки разрыва от центра цели, снижением плотности потока осколков. Аналитически эта зависимость определяется вы- ражен нем О(х„ гр)- l-V|l -Р.(х. у)). Г-Н где v количество уязвимых элементов цели; Рч (х, у) — вероятность поргже- ння каждого элемента; х. {/ — координаты точки подрыва относительно центра целы. Па практике указанные законы поражения с допустимой по- грешностью можно заменить приведенным координатным зако- ном, характеристикой которого является приведенная зона пора- жения Snp, определяемая экспериментально для каждого сна- ряда и по каждой цели. Иопользуя величину 5ир, задачу опреде- ления вероятности поражения цели ОФС можно свести к задаче определения вероятности попадания снаряда в определенную об- ласть на горизонтальной плоскости и к определению вероятности попадания в цель: /? = Р4-(1-Р)Р3, где Р — вероятность попадания в цель. Р? — вероятность попадания в пло- щадь, равную приведенной зоне поражения Обычно зону поражения ОФС принимают в виде прямоуголь- ника со сторонами 21 я : 2/, = 1 : 3. Тогда 1Х -у 1 /5»Д: 112
= 3/, = 4- = 41'3^7 • где Snp —площадь приведенной зоны поражения, м2 (определяется экспери- ментально для каждого типа цели); 1Х, 1г — полуразмеры прямоугольника, описывающего приведенную зону поражения в направлении стрельбы и в бо- ковом направлении соответственно, м. Величины Р и Р3 рассчитываются по известным формулам теории вероятности, в частности - Фо KG - Фо где тх =» /иу ctg Нс: ’ж — бу С,К мс —угол падения снаряда н« соответствую- щей дальности. Расход боеприпасов, время на поражение цели и число целей, поражаемых одним боекомплектом. При стрельбе по наблюдаемым целям факт их поражения яв- ляется практически достоверным событием. Случайным будет число израсходованных боеприпасов и время, затраченное на по- ражение цели. Следовательно, в качестве показателя эффектив- ности стрельбы целесообразно принять средние значения расхода боеприпасов и времени на поражение цели. При условии независимости выстрелов средний расход бое- припасов на поражение цели *,= 1//?. Среднее время на поражение цели Тк - Г. + Т, + Г, (.V„ - 1) = г, + Г, + Г, (1 /Я -1). где Т„, Г|, Tj — среднее время (математическое ожидание) на поиск цели, подготовку первого и последующего выстрелов. Нередко при оценке комплексов танкового вооружения поль- зуются показателями расхода боеприпасов и времени, необходи- мых для поражения цели с заданной вероятностью Л*, Т* .понимая под этим расход боеприпасов и времени, при которых цель всегда будет поражена с вероятностью не ниже заданной, например, с /? 0,9: г; :г;+г;+г;(лг#-1), где Г„, Г, и Т2 — время, в течение которого поиск цели и подготовка пер- вого и последующих выстрелов обеспечиваются с R > 0,9; —округля- ется до целого числа снарядов (секунд). 113
Число целей, поражаемых одним боекомплектом, определяет- ся для каждого типа снарядов по формуле = nR, где п — число снарядов. Показатель IIR , характеризующий огневой ресурс танка, яв- ляется оценкой потенциальных возможностей танка, степень реализации которых во многом определяется характеристиками противодействия противника и длительностью боя без пополнения боекомплекта. Система расчетов показателей огневой мощи танка. Широкое внедрение вычислительной техники позволяет значительно сокра- тить время и трудоемкость расчетных работ и создать системы взаимосвязанных методик расчета как частных, так и комплекс- ных показателей. Состав и содержание системы расчетов показа- телей огневой мощи танков представлены в табл. 5.4. Автоматизированная система расчетов состоит из специально разработанных модулей-задач, входные и выходные параметры которых обеспечивают их надежное сопряжение. Основные задачи, входящие в автоматизированную систему, носят условные названия, отражающие их назначение или опре- деляемый показатель: Баллистика, Точность, Вероятность, Вре- мя, Эффективность и Комплекс. Каждая последующая задача требует решения предыдущих. Выходные данные, получаемые в результате решения задач, используются как при оценке боевой эффективности и тактико-технико-экономическом анализе танка, так и для анализа отдельных технических решений по составным частям вооружения и обоснования их технических характеристик. Выходные данные задач Эффективность и Комплекс используют- ся для оценки огневой мощи танка в целом. 5.2. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПОКАЗАТЕЛИ ОГНЕВОЙ МОЩИ Влияние баллистических характеристик снарядов и состава системы управления огнем на точность стрельбы. Повышение точности стрельбы является одним из главных направлений со- вершенствования комплексов танкового вооружения. Основными путями повышения точности стрельбы являются: совершенствование СУО в результате установки стабилизато- ров вооружения, дальномеров и баллистических вычислителей с датчиками входной информации; совершенствование пушек и повышение баллистических ха- рактеристик снарядов с целью уменьшения ошибок технического рассеивания снарядов и технической подготовки пушки. Для оценки точности стрельбы необходимо знать характерис- тики внешних условий, сопровождающих стрельбу. Под внешни- 114
Состав и содержание системы расчетов показателей огневой мощи танков Таблица 5.4 Наимено- вание задач Задача Л1 / Баллистика Расчет элементов траектории снарядов н табличных поправок Задача М 2 Точность Расчет точности стрельбы комплекса и его узлов Задача № 3 Вероятность Расчет вероятности попадания и пора- жения типовых мишеней и целей Задача № 4 Время Расчет основных показателей быстро- действия комплекса Задача Л? 5 Эффективность Расчет показателей боевой эффектив- ности отдельных видов оружия по целям Задача Л» 6 Комплекс Расчет показателей огневой мощи комплекса воору- жения по совокуп- ности целей Входная инфор- мация Баллистическая характеристика снарядов: начальная ско- рость, баллисти- ческий коэффици- ент Номенклатура метеобаллистиче- ских факторов Тип СУО, пуш- ки и снарядов Состав и харак- теристика СУО Характеристика топометеобалли- стических условий Характеристика могущества дей- ствия боеприпа- сов Типовые мишени Типовые цели и законы их пора- жения Структура ком- плекса и после- довательность действий экипажа при подготовке выстрелов Временная ха- рактеристика от- дельных опера- ций по подготовке выстрелов Тип оружия, СУО и боеприпа- сов Номенклатура типовых целей Распределение условий стрельбы и видимости целей Состав комплек- са Распределение целей по составу, количеству и дальности, в том числе в типовых боевых ситуациях Выход- ная инфор- мация Таблицы стрель- бы Коэффициенты аппроксимирую- щих полиномов Составляющие и суммарные погрешности и ко- эффициенты кор- реляции при стрельбе на фикси- рованные даль- ности Вероятности по- падания в типо- вые мишени и ве- роятности пора- жения типовых целей на фикси- рованных дально- стях Время подго- товки первого и последующих вы- стрелов Коэффициенты совмещенности операций Расход боепри- пасов и время на поражение типо- вых целей отдель- ным видом ору- жия на фиксиро- ванных дально- стях Эффективная дальность стрель- бы Огневая мощь комплекса воору- жения, средние значения времени на поражение це- лей и числа це- лей, поражаемых одним боеком- плектом Назна- чение задач СЛ Обоснование баллистических характеристик снарядов Данные для на- резки шкал при- целов для опыт- ных снарядов Обоснование требований к точ- ности при разра- ботке комплекса вооружения Обоснование требований к точ- ности стрельбы для комплекса Данные для комплексной оцен- ки эффективности танка Обоснование характеристик комплекса по бы- стродействию Данные для комплексной оцен- ки эффективности танка Сравнительная оценка комплек- сов по отдельным показателям Обоснование ха- рактеристик от- дельных видов оружия Сравнительная оценка комплек- сов по огневой мо- щи в целом Исследование и оценка направле- ний развития
ми условиями стрельбы понимаются топографические, метеороло- гические и баллистические условия (ТМБ-условия). Отклонение конкретных условий внешней стрельбы от так на- зываемых нормальных определяет погрешность подготовки исход- ных установок для стрельбы. За нормальные условия принимается так называемая нормаль- ная артиллерийская атмосфера. В табл. 5.5 приведены характе- ристики как нормальных внешних условий, так н среднестатисти- ческих отклонений от них (математические ожидания т и сред- неквадратичные отклонения о). Таблица 5.5 Характеристика толометеобаллистических условий стрельбы Показатели Нормальные условия Отклонение от нормальамх условий т в Скорость ветра, м/с: бокового 0 2.7 4.5 продольного Температура, “С: 0 2.7 4.5 воздуха 4-15 -10 5 заряда 4-15 —10 5 Атмосферное давление, кПа Уменьшение начальной скорости снаряда, %: 100 -2.26 0,67 в результате износа канала ствола 0 —1,75 0.6 из-за разброса характеристик партии зарядов 0 0 0,85 Крен оси иалф пушки, ...° 0 0 2.6* зтг • Над чертой — значение крена при стрельбе С места, под чертой — при стрельбе с ходу (с учетом колебаний корпуса танка). Изменение ТМБ-условий приводит к отклонению траекторий снарядов в тем большей степени, чем хуже баллистические ха- рактеристики снарядов, меньше начальная скорость и0 и выше баллистический коэффициент определяемый выражением где — коэффициент формы (по закону 1943 г.), м2/кг; d — диаметр снаря- да, м; q — масса снаряда, кг. 116
В табл. 5.6 приведены результаты расчета характеристик за- кона рассеивания траекторий снарядов, вызванного только влия- нием отклонений условий стрельбы от нормальных, при стрельбе с места на дальность 2000 м. Ошибки технического рассеивания, технической подготовки, наводки и измерения дальности при- няты равными нулю. Таблица 5.6 Влияние баллистических характеристик снарядов на рассеивание траекторий полета в среднестатистических условиях Начальная скорость о», м/с Каллистический коэффициент с4„ м’/кг Характеристики чакона рассеивания траекторий снарядов, м "'у '"ж ’у 1800 0.7 0.37 0.27 0,17 0,45 0,5 -олз 0,19 0,15 0.31 1000 0,7 -0.45 0,30 0,19 0,50 0,5 -0,42 0,21 0,18 035 1400 0.7 -0.59 0,35 0,26 0,58 0,5 0,54 0,24 0,24 0,41 2,0 —1,39 1.41 0,48 235 1200 1.0 —0,92 0,62 0,37 1,04 0,5 -0,75 0,29 0,33 0,49 2.0 -2,12 1.82 0,72 3,04 1000 1.0 —1.36 0,79 0,54 1,32 0.5 -1.0 0,40 0,43 0,70 2,0 —3,80 2,53 1,26 4.23 800 1.0 -2,19 1,07 0,87 1,79 0.5 -1,73 030 0,76 0,84 Расчеты показывают, что отклонения траектории вследствие влияния ТМБ-условий могут быть аппроксимированы следующи- ми зависимостями: для вертикальной плоскости ту ~ С4,з » Зу ^2^ С43 ; 117
для горизонтальной плоскости mt = А,®”1 см, аа = kKv~{ciit где k\, kt, ki, k< — коэффициент пропорциональности. Учет внешних условий при подготовке стрельбы в зависимости от типа СУО производится либо в соответствии с правилами стрельбы, либо с помощью баллистического вычислителя и си- стемы датчиков входной информации. Влияние баллистических характеристик снарядов на ошибки подготовки исходных установок для неавтоматизированной (с оп- тическим дальномером) и автоматизированной СУО при стрельбе с места по неподвижной мишени X? 12 на дальности 2000 м пока- зано в табл. 5.7. Таблица 5.7 Зависимость ошибок подготовки исходных установок выстрела от баллистических характеристик снарядов, м Начальная Баллисти- ческий коаф- фнциент с„. м‘/кг Автоматизированная СУО Неавтоматизированная СУО скорость V,,. М/С "у m ’у “а ту mz ’у ’л 1800 0,7 0 0 0,32 0,41 -0,18 0,27 0,58 0,80 0,5 0 0 оз1 0,40 —0,15 0,19 0,57 0,73 1600 0.7 0 0 0.33 0,41 -0,20 0,30 0,61 0,87 0,5 0 0 032 0,41 -0,19 0,21 0,60 0,78 1400 0.7 0 0 0.35 0,42 -0,27 0,35 0,68 0,97 0,5 0 0 034 0,41 -0,25 0,24 0,66 0,87 2,0 -0,03 0 0,46 0,66 -0,69 1,41 1,10 2,60 1200 1.0 -0,01 0 0,40 0,46 -0,43 0,62 0,86 1.41 0,5 0 0 0,37 0,41 —0,34 0,29 0,78 1.03 2.0 -0,06 0 0,61 0,78 -1,06 1,82 136 3,38 1000 1,0 -0,02 0 0,49 0,50 -0,64 0,79 1,14 1,82 0,5 -0,01 0 0,45 0,40 -0,41 0,39 1,0 1,31 2,0 -0,15 0 1.0 1,02 -1,96 2,53 2,60 4,80 КОО 1.0 -0,04 0 0,68 0,56 -1,05 1,07 1,72 2.58 0.5 -0.02 0 0,60 0,44 -0,79 0,50 1,46 1,88 118
Исследования показывают, что для кумулятивных и осколоч- но-фугасных снарядов повышение начальных скоростей и сниже- ние баллистических коэффициентов обеспечивают значительное повышение точности стрельбы. Так, вероятность попадания в мишень № 12 на дальности 2000 м при изменении начальной скорости с 1000 до 1200 м/с и баллистического коэффициента с 2,0 до 1,0 повысится с 0,62 до 0,71 для автоматизированной СУО и с 0,03 до 0,11 для не- автоматизированной СУО. Повышение дальности действительной стрельбы составит 300—350 м для автоматизированной и 400— 450 м для неавтоматизированной СУО. В качестве обобщающего показателя оценки точности стрель- бы принимается дальность действительной стрельбы Дл с. В табл. 5.8 показано изменение Дл с в зависимости от степени учета отклонений условий стрельбы от нормальных в автоматизирован- ной и неавтоматизированной СУО. ** Таблица 5.8 Влияние внешних условий на дальность действительной стрельбы кумулятивным снарядом, м Внешние условия и их учет Стрельба с места Стрельба с ходу Тип системы уп равления огнем неавтоматизи- рованная автоматизи- рованная неавтоматизи- рованная автоматизм- рованнан Нормальные При стрельбе без уче- та отдельных факторов, а именно: 1820 2430 870 1710 бокового ветра температуры: 1390 1490 840 1380 воздуха 1800 2220 860 1690 заряаа 1800 2290 860 1700 атмосферного дав- ления 1800 2290 870 1700 крена оси цапф пушки 1660 1910 860 1580 износа канала ство- ла 1680 1840 840 1560 свойств партии за- рядов 1790 2190 870 1670 Без учета всех факто- ров 1270 1320 830 1240 При отсутствии даль- номера 950 970 740 890 119
Влияние точности стрельбы, могущества действия боеприпа- сов и быстродействия комплекса вооружения на огневую мощь танка. Один из основных показателей огневой мощи танка—это время на поражение цели, которое определяется вероятностью поражения цели и временем подготовки выстрелов, иначе говоря, точностью стрельбы, могуществом действия боеприпасов у цели и быстродействием комплекса. Целесообразно рассмотреть зависимость вероятности /? и вре- мени поражения цели ТR от точности стрельбы, бронепробивае- мости снаряда и времени подготовки первого и последующих выстрелов на примере стрельбы бронебойным подкалиберным снарядом по танкам М-60А1 и М-1 (США). В качестве показа- теля точности стрельбы принимается дальность действительной стрельбы по мишени № 12. В качестве показателя могущества действия бронебойного подкали бе рного снаряда (БПС) у цели принимается бронепробиваемость (Ь, мм) под углом 60° от нор- мали на дальности 2000 м. В качестве показателя быстродейст- вия комплекса вооружения принимается время подготовки вы- стрела с момента обнаружения цели наводчиком (Ть с) и время подготовки второго и последующих выстрелов (Т2, с). Результаты оценки влияния Длс и бронепробиваемости БПС на вероятность поражения танка представлены на рис. 5.3—5.7. Расчет показывает, что дальность сквозного пробития лобо- вого листа корпуса танка М-60А1 для БПС с броиепробнвае- мостью 125—200 мм составляет 1400—3500 м. Снаряд с броне- пробиваемостью 125 мм лобовой лист танка М-1 не пробивает, для снаряда с бронепробиваемостью 150—200 мм дальность про- бития составляет 300—2000 м. Значение <о2д (см. рис. 5.4) определяется соотношением пло- щадей уязвимых (входных окон прицелов и приборов наблюде- ния) и ослабленных (относительно лобовых листов) элементов бронирования лобовой проекции танка и ее общей площадью, а также соотношением приведенных толщин лобового листа кор- пуса и башни танка и брогнепробнваемостью снаряда. При значе- нии Ь, обеспечивающем сквозное пробитие лобового листа кор- пуса и башни танка, величина «>2д приближается к единице. Соотношения между зависимостями о>2пя ==/(&) и W2j?=/(6) определяются схемой бронирования лобовых и бортовых проек- ций танков, распределением углов обстрела танков, запасом энергии снаряда по заброневому действию после пробития брони и схемой внутренней компоновки танков. Повышение вероятности пробития броневой защиты лобовой проекции танков М-1 (при значении Ь БПС, равном 125, 150 и 175 мм) и М-60А1 (при значении Ь БПС, равном 125 мм и менее) с увеличением Дк с незначительно и обеспечивается в основном за счет поражения уязвимых и ослабленных зон лобовой проекции 120
Рис. 5.3. Зависимость бронепроби- ваемости под углом 60° от нормали h of дальности Д для БПС с раз личным уровнем бронепробиваемости b на дальности 2000 м: / — 125 мм; 2 — 150 мм; 3—175 мм. < 200 мм; 5— 225 мм; А — для танка М-1 (значение приведенной толщины бро- невой защиты лобовых проакций корпуса и башни танка 200 мм); 6 - для танка M-MAI (135 мм) Рис. 5.4. Зависимость числа попада- ний снарядов <1)2. необходимых при стрельбе на дальность 2000 м. от бронепробиваемости БПС ft на даль- ности 2000 м: рр танку М-1; — — — — —по тан- ку М-60AI; / - для пробития броневой за щиты лобовой проекция танка 2 для пробнтия броневой мщнты с уче- том распределения углов обстрела (“*2пр>- 3 — для поражения танка (с учетом про- бития броневой защиты и заброневого действия снаряда) в диапазоне углов об стрела («»/?) Рис. 5.5. Зависимость вероятности /?( пробития броневой защиты лобо- вой проекции танка М-1 на дально- сти 2000 м от Дл с для БПС с раз- личным уровнем бронепробиваемости b на дальности 2000 м /— 125 мм; 2—150 мм: Л—175 мм; 4 -200 ММ 121
танков. Повышение Дл с свыше 2000 м приводит к существенному увеличению вероятности поражения танка М-1 (пробития броне- вой защиты лобовой проекции) только при условии обеспечения бронепробиваемости БПС не менее 200 мм (под углом 60° на дальность 2000 м). На рис. 5.6 представлены зависимость вероятности поражения танков М-1 и М-60А1 от вероятности попадания и бронепробивае- мости снаряда R=f(P, b) и зависимость времени на поражение Рис. 5.6. Зависимость вероятности R и времени TR поражения танков М-1 и М-60А1 от вероятности попадания Р для БПС с различной бронепробиваемостью b на дальности 2000 м: а — Р — f <Р. •): / — 100 мм; 2 — 125 мм; 3—150 мм; 4 — 175 мм; 5 — 200 мм; ------ по танку М-1;--------по танку М-60А1; б — T# — f (R, Т„ Г«): Г,— время под- готовки первого выстрела; Т. — воем я подготовки второго и последующих выстрелов. Результаты расчета вероятности поражения и времени на по- ражение танков типа М-1 и M-60AI на отдельных фиксированных дальностях с учетом точности стрельбы (вероятности попадания), бронепробиваемости, времени подготовки выстрелов, соответст- вующих этим дальностям, могут быть усреднены с учетом рас- пределения дальностей стрельбы и углов обстрела танков. На рис. 5.7 представлены соответствующие зависимости, усред- ненные по дальностям и углам обстрела. В качестве примера для 122
расчета R и Т R на рис. 5.7 взят комплекс вооружения со следую- щими характеристиками при стрельбе с места: Дальность действительной стрельбы по мишени № 12 ................. 2500 м Бро непробиваемость снаряда (под углом 60е на дальности 2 000 м) 150 мм Время подготовки первого выстрела................................... 15 с Время подготовки второго и последующих выстрелов.................... 10 с Указанные характеристики комплекса вооружения обеспечи- вают танку среднюю вероятность поражения танка М-1—0,36, танка М-60А1—0,52; среднее время на поражение танка М-1 составляет 33 с, танка М-60А1 —24 с. 3000 2500 2000 1500 Ю 20 30 W 50 60 ТЯ,С а 6 Рис. 5.7. Зависимость вероятности R (а) и времени TR (б) поражения танков М-1 и М-60А1 от Дл с для БПС с различным уровнем бронепробиваемости Л на дальности 2000 м: 1 — 100 мм; 2—125 мм; 3 — 1Я0 мм; 4 175 мм; 5 — 200 мм;-по тапку М-1;-------по танку M-60AI; Т, — время подготовки первого выстрела; Г, — время подготовки второго и после- дующих выстрелов;---------------Т> -- 8 с;-----Г» = 10 с;----T, = 15 с Представленный на рис. 5.7 графический способ определения средних значений R и TR может быть использован как для срав- нительной оценки различных комплексов вооружения, так и для оценки влияния улучшения отдельных характеристик комплекса вооружения на вероятность и время поражения цели. Пример оценки влияния улучшения отдельных характеристик на средние значения R и ТR показан на рис. 5.8. В качестве цели принят танк М-60А1. За исходный (эталонный) уровень взят 123
комплекс вооружения с характеристиками: Д1с=1600 м; Ь = = 150 мм (под углом 60° на дальности 2 000 м); 7\=30 с; Т2= 15 с. Из графиков следует, что повышение только Дл с от 1600 до 2000 м (рис. 5.8, а) увеличивает среднюю вероятность поражения танка М-60А1 первым выстрелом с 0,40 до 0,47 и сокращает среднее время на поражение танка с 52 до 47 с. Повышение Рис. 5.8. Влияние повышения отдельных показателей комплекса вооружения на вероятность и время поражения танка М-60А1: а — повышение только Дд с — от 1,6 до 2 км; б — повышение только бронепробиваемости b БПС от 150 (кривая /) до 175 мм (кривая 2) (под углом 60 ° на дальности 2000 м); в — сокращение только времени подготовки^ выстрелов: 3 — Tt = 30 с, — 15 с; 4 — Г, — 20 с, только бронепробиваемости БПС от 150 до 175 мм (рис. 5.8,6) увеличивает R с 0,4 до 0,44 и сокращает TR с 52 до 48 с. Сокра- щение только времени подготовки выстрелов Т\—с 30 до 20 с (рис. 5.8, в) и Т2 — с 15 до 12 с уменьшает время на поражение пели с 52 до 38 с. Таким образом, наибольшее сокращение вре- мени на поражение танка М-60А1 может быть получено в резуль- 124
Таблица 5.9 Влияние отдельных характеристик комплекса вооружения на вероятность и время поражения цели типа «танк» Характеристика комплекса вооружения Исходный уровень Совершенствование комплекса вооружения повышением точно- сти стрельбы повышением броне- пробиваемости БПС повышением быстро- действия повышением точ- ности стрельбы, бронепробиваемости н быстродействия Дальность действительной стрель- бы, м 1600 2000 2500 3000 1600 1600 1600 1600 1600 1600 2000 2500 3000 Бронепробиваемость БПС (под углом 606 на дальности 2 000 м), мм 150 150 150 150 175 200 225 150 150 150 175 200 225 Время подготовки вы- первого 30 30 30 30 30 30 30 20 15 10 20 15 10 стрелов, с последую- щих 15 15 15 15 15 15 15 12 10 8 12 10 8 Вероятность пораже- танка М-1 0,27 0,32 0,36 0,38 0,35 0,42 0,48 0,27 0,27 0,27 0,41 0,57 0,70 ния одним выстрелом танка М-60А1 0,40 0,47 0,52 0,55 0,44 0,48 0,52 0,40 0,40 0,40 0,54 0,68 0,79 Относительное повышение вероят- 1.0 1,18 1,29 1,38 1,18 1,32 1,47 1.0 1.0 1.0 1.41 1,85 2,15 ности поражения цели одним выст- релом (среднее) К R Время поражения, с танка М-1 70 61 56 54 57 51 46 52 42 32 37 23 13 танка М-60А1 52 47 44 42 48 46 44 38 30 22 30 19 11 Относительное сокращение време- ни поражения цели (среднее) Кт 1.0 1,13 1,22 1.27 1,17 1,27 1,36 1,36 1,69 2,26 1,85 2,90 5,08 а
тате сокращения времени подготовки выстрелов Т} и Т2, наи- меньшее— благодаря повышению бронепробиваемости БПС. При разработке или модернизации комплексов танкового воо- ружения целесообразно улучшить все частные характеристики одновременно. Уровень улучшения каждой из характеристик определяется с учетом технических возможностей и их влияния на габаритно-массовые, экономические и эксплуатационные ха- рактеристики комплекса вооружения и образца в целом. Анализ тенденций повышения огневой мощи. Основными на- правлениями повышения огневой моши танка являются: повышение точности стрельбы в результате совершенствова- ния как системы управления огнем (установка стабилизаторов вооружения повышенной точности, лазерных дальномеров и бал- листических вычислителей), так и самой пушки и снарядов (по- вышение кучности, меткости и стабильности стрельбы, улучшение баллистических характеристик снарядов). повышение могущества действия снарядов у цели; повышение быстродействия комплекса танкового вооружения в результате улучшения поисковых возможностей экипажа и со- кращения времени подготовки выстрелов (совершенствование при- боров для поиска и обнаружения целей и системы управления огнем, автоматизация и сокращение цикла заряжания пушки, со- вмещение и автоматизация операций по подготовке исходных установок для стрельбы). В табл. 5.9 представлены результаты оценки влияния отдель- ных характеристик и их совокупности на вероятность и время по- ражения танков типа М-1 и М-60А1. За критерии оценки приняты относительные коэффициенты повышения вероятности поражения цели одним выстрелом KR и сокращения времени на поражение цели KT/f . Из этой таблицы видно, что увеличение Дж с с 1600 до 3000 м повышает вероятность поражения условной цели (с уровнем за- щиты, усредненной между танками типа М-1 и M-60AI) в 1,4 раза и сокращает среднее время на поражение цели — в 1,3 раза; при повышении бронепробиваемости БПС от 150 до 225 мм при- мерно равно 1,5, a KTr —примерно 1,4. Сокращение времени подготовки выстрелов 1\ с 30 до 15 с и Т2 с 15 до Юс позволит сократить среднее время на поражение цели Т R в 1,7 раза. При достижении Дж с =3000 м, 6=225 мм, Т\ = 10 с, Т2=8 с может быть обеспечено сокращение среднего времени на пораже- ние цели более чем в 5 раз по сравнению с исходным уровнем.
Глава 6. ПОКАЗАТЕЛИ ЖИВУЧЕСТИ ТАНКА И ИХ ОЦЕНКА 6.1. ФОРМИРОВАНИЕ НОМЕНКЛАТУРЫ ПОКАЗАТЕЛЕЙ. ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ЖИВУЧЕСТЬ ТАНКА Под живучестью понимается свойство танка сохранять бое- способность на поле боя и восстанавливать ее после воздействия поражающих средств и факторов. Среди поражающих средств по-прежнему существенное место занимают традиционные броне- бойные подкалиберные и кумулятивные снаряды, номенклатура которых расширена, а характеристики улучшены; поэтому про- тивоснарядная стойкость танка остается одним из важных фак- торов, определяющих его живучесть. В послевоенные годы за рубежом получили развитие средства массового поражения — ядерное, химическое и бактериологиче- ское оружие. Совершенствование ядерного оружия, в частности, ведется в направлении увеличения нейтронной составляющей в суммарной дозе радиации. Возросла опасность поражения танков ручными противотанковыми средствами ближнего боя со стороны бортов и кормы; самолетами и вертолетами огневой поддержки, имеющими на вооружении неуправляемые и управляемые проти- вотанковые реактивные снаряды (НУРС, ПТУРС), кассетные ку- мулятивные, зажигательные и осколочно-фугасные бомбы, а также автоматические пушки. Отработаны системы дистанционной по- становки взрывных заграждений из противоднищевых кумулятив- ных и противогусеничных фугасных мин, устанавливаемых внаброс. В стадии разработки находятся системы поражения танков сверху («Эссолт брейкер» и др.) за счет доставки на большие расстоя- ния контейнеров, снаряженных суббоеприпасами с головками самонаведения. Многообразие средств, предназначенных для поражения тан- ка с разных направлений, чрезвычайно усложняет решение зада- чи обеспечения его живучести как в силу различной физической природы поражающих факторов, так и габаритно-массовых огра- ничений, налагаемых на машину. Проблема живучести является комплексной, так как ее решение воздействует в той или иной мере на все боевые свойства танка и его компоновку. Показатели 127
живучести входят в ТТХ танка, а их оценка обязательна в про- цессе проектирования образца и поиска прогрессивных конструк- тивных решений отдельных его составных частей. Номенклатура и значения показателей живучести опреде- ляются, главным образом, составом и могуществом действия средств поражения танков. Значения показателей проверяются испытаниями как отдель- ных составных частей танка (противоснарядная стойкость бро- невой защиты), так и машины в целом, укомплектованной пол- ностью или частично (противоснарядная стойкость при попада- нии снарядов без пробития брони, противоминная стойкость, стой- кость к возгоранию и др ). Совокупность частных характеристик живучести, отражающих ее отдельные стороны, должна быть дополнена комплексным по- казателем живучести в целом. Для комплексной оценки живу- чести танка необходимо использовать расчетно-теоретические ме- тоды. Создание комплексной системы контроля качества предпо- лагает разработку иерархии свойств защитных устройств и обес- печивающих их технических решений (рис. 6.1). Система взаи- мосвязанных методик позволяет оценивать и исследовать как от- дельные характеристики живучести, так и их совокупность в за- данном диапазоне условий. Применение комплексной системы оценки живучести позволит более обоснованно вырабатывать тре- бования к вновь разрабатываемым и модернизируемым танкам, исследовать, оценивать и выбирать технические решения для их обеспечения. При использовании иерархической структуры оценки живу- чести танка (см. рис. 6.1) осуществляется переход от детермини- рованной оценки отдельных характеристик к вероятностной и далее от оценки частных показателей к обобщенному, например, вероятности поражения танка для отдельного боеприпаса и сово- купности противотанковых средств. Комплексная оценка живучести танка при воздействии раз- нородных средств может быть осуществлена с помощью системы методик оценки отдельных защитных свойств танка на фоне боевой ситуации, масштаб которой выбирается таким образом, чтобы проявились нужные характеристики. При оценке отдельных защитных свойств выбирается модель боевой ситуации, позволяющая наиболее полно выявить это свойство, например, противоснарядную стойкость танка целесо- образно оценивать при моделировании наступления на подготов- ленную оборону вероятного противника. 128
Расчетно- теоретиче- ские методы Расчетио- эксперимен- тальные методы Эксперимен- тальные методы Рнс. 6.1. Комплексная система оценки живучести танка 9 Зак. 12с 129
6.2. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЖИВУЧЕСТИ ТАНКА Анализ методов оценки живучести танка. Оценка живучести танков экспериментальным путем, т. е. непосредственным воз- действием поражающего средства, наряду с несомненными пре- имуществами, имеет и ряд существенных недостатков. Прежде всего, она неприменима на ранних стадиях разработки. Но и при наличии экспериментальных образцов высокая трудоемкость и стоимость экспериментов не позволяют оценить живучесть танка при обстреле большим количеством боеприпасов различных типов и калибров. Следовательно, из-за ограниченного числа экспериментов статистическая устойчивость получаемых резуль- татов сравнительно невысока. Поэтому необходимо создание расчетных и расчетно-экспери- ментальных методов оценки живучести танков. Известны три группы методик, позволяющих производить расчетную оценку живучести танка при воздействии противотанковых боеприпасов. К первой группе относятся методики, в которых поражение танка отождествляется с наличием хотя бы одного сквозного про- бития, а компоновка машины во внимание не принимается. Гипо- теза пробил—поразил сравнительно близка к истине для бронебой- ных калиберных снарядов каморного типа, а также бронебой- ных подкалиберных снарядов, пробивающих броню с большим оста- точным запасом энергии. Для кумулятивных боеприпасов, могу- щество действия которых за броней при ее пробитии может быть слабее (особенно для средств ближнего боя), такой подход при- водит к заниженной оценке живучести танка. С другой стороны, неучет заброневого действия при попадании снарядов в танк без пробития брони также искажает результаты оценки. Танк может быть поражен полностью, частично или не поражен совсем как при пробитии брони, так и без пробития. Характер и результаты поражения будут зависеть от выхода из строя экипажа и состав- ных частей, обеспечивающих функционирование танка. Поэтому с помощью методик первой группы можно производить только оценку броневой защиты танка. Ко второй группе относятся методики, в которых заброневое действие снарядов представлено приближенно на основе гипоте- зы, что поражение танка будет иметь место при попадании сна- ряда хотя бы в один из его жизненно важных агрегатов. Пора- жение элементов рассматривается только по ходу снаряда или кумулятивной струи, а поле осколков при пробитии брони не учи- тывается. Общий принцип методик третьей группы (к которым отно- сится методика, разработанная Е. В. Соколовым), состоит в следующем. При каждой реализации в статистической модели моделируется случайная точка пересечения траектории снаряда с картинной плоскостью цели в пределах эллипса рассеивания. Определяются координаты точки попадания в цель, рассчиты- 130
вается вероятность поражения каждого элемента бронированной цели от суммарного заброневого поражающего действия, после чего вычисляется вероятность выхода бронированной цели из строя по схеме функционирования танка. Указанная вероятность усредняется по числу реализаций. Данная модель учитывает заброневое действие только при пробитии брони. При этом моделируется полет каждого отдель- ного осколка по полученным экспериментально законам форми- рования и разлета осколков в заброневом пространстве. Во всех моделях, рассмотренных выше, броневая зашита представлена в виде трех-, четырехугольных плоских деталей по- стоянной толщины в пределах каждой детали или соответствую- щих усеченных пирамид, что вносит определенную погрешность при оценке противоснарядной стойкости броневой защиты из-за неучета конструктивных особенностей элементов. Ниже приводятся принципы методики оценки живучести ма- шин бронетанковой техники, позволяющей производить оценку и обоснование характеристик как существующих, так и вновь проектируемых или модернизируемых образцов, а также оцени- вать влияние на живучесть танка тех или иных конструктивных мероприятий. Алгоритм методики оценки живучести танка. Живучесть тан- ка оценивается вероятностью его поражения (или сохранения им боеспособности) при воздействии поражающих средств и факторов и математическим ожиданием затрат времени и средств на восстановление утраченной боеспособности после получения танком боевых повреждений. За поражение танка принимается такое событие, при котором он теряет свою боеспособность, т. е. теряет свойство огневой мощи или подвижности. Огневая мощь и подвижность обеспечи- ваются экипажем и соответствующими узлами и агрегатами танка. Их взаимосвязанная работа может быть представлена в виде схемы функционирования. Выход из строя любого элемен- та этой схемы приводит к нарушению цепи и полной или частич- ной потере танком боевых свойств. Вероятность поражения танка определяется поражаемостью элементов, составляющих его функ- циональную схему. При разработке методики оценки живучести танка основной упор сделан на использование расчетных методов с максимально возможным привлечением экспериментальных данных по броне- пробивающему и заброневому действию поражающих средств. Расчетная программа построена по блочному принципу, что допускает замену блоков, их совершенствование и введение новых без изменения программы в целом. Оценка живучести танка в условиях воздействия на него бое- вых средств противника начинается с определения показателей его поражаемости при одном или нескольких попаданиях, под- рывах, выстрелах, воздействиях. Значения этих показателей 9* 131
обусловлены значениями вероятности поражения компонентов танка, которые зависят от ряда постоянных (в основном конструк- тивных и компоновочных) и случайных характеристик (факто- ров); к случайным характеристикам относятся условия примене- ния данного типа боеприпаса, точность его попадания в танк и могущество действия боеприпаса по поражению наружных и внутренних элементов танка. На рис. 6.2 приведена общая схема алгоритма определения показателей живучести танка при обстреле. Первая часть алго- ритма состоит из четырех блоков и предназначена для решения следующих задач: ввода постоянных и формирования случайных условий об- стрела танка (блок 1); формирования траектории снаряда относительно танка (блок 2); определения координат точек встречи снаряда с экранирую- щими элементами, с наружной и внутренней поверхностями бро- невой защиты, угла встречи снаряда с наружной поверхностью броневой защиты, толщины брони по ходу снаряда и по нормали и др. (блоки 3 и 4). Вторая часть алгоритма предназначена для определения по- казателей поражения танка при пробитии брони и без него. Эта часть состоит из пяти блоков, в которых решаются следующие задачи: определяются возможность и запас пробития снарядом брони в условиях данной реализации (блок 5); определяются характеристики могущества заброневого оско- лочного действия боеприпаса (блок 6): рассчитываются вероятности поражения элементов танка, входящих в его функциональную схему, потоком осколков при пробитии брони (блок 7); определяются вероятности поражения элементов танка удар- ным действием снаряда при непробитии брони (блок 8); рассчитываются показатели поражения танка по вероят- ностям поражения его элементов в реализации (блок 9); определяются показатели поражения танка для заданного числа реализаций с учетом законов распределения случайных величин. Схема функционирования танка, показатели поражаемости и живучести. Влияние того или иного компонента танка на его бое- способность можно оценить только зная взаимосвязи между ком- понентами и оценку их роли в обеспечении боеспособности танка, С этой целью элементы внутреннего оборудования объединяются в функциональную схему, состоящую из основных и вспомога- тельных цепей. Основная цепь представляет собой последова- тельное объединение групп элементов, каждая из которых обес- печивает какое-либо основное свойство танка. Например, в цепь огневой мощи входят группы элементов автомата заряжания, 132
Формирование внешних условий дальность — курсовой угол корпуса — курсовой угол башни — угол — угол — угол снаряда — скорость крена тангажа падения Формирование траектории с учетом рассеивания Задача встречи с корпусом Задача встречи с башней Попал Попал снаряда 5 Определение действия снаряда Пробил: определение запаса Не пробил 6 7 Формирование характеристик потока осколков за преградой 8 Определение Люр 9 потоком осколков за преградой Определение показателей Определение Pnop, без проникания 8 Рис. 6.2. Алгоритм определения показателей живучести танка при обстреле: РПОр^ “ вероятность поражения /-го элемента функциональное схемы танка
наводки оружия, системы управления огнем и т. д. При наличии в группе параллельных цепочек последовательно объединенных элементов возможно дублирование отдельных функций и опера- ций. Так, заряжание пушки может производиться автоматически, вручную с использованием конвейера, вручную из немеханизиро- ванной укладки. Вспомогательные (обеспечивающие) цепи обеспечивают рабо- ту элементов основных цепей. К ним относятся элементы систем электроснабжения, противопожарного оборудования, связи, пуска двигателя и т. д. В общем случае цепи основных свойств не являются незави- симыми и вероятность их поражения зависит от условий пора- жения или непоражения обеспечивающих цепей. Кроме того, в танке имеются элементы, поражение которых с некоторой вероятностью влечет за собой поражение танка в це- лом, например боеприпасы, внутренние топливные баки и др. В методике принято, что свойство, обеспечиваемое той или иной цепью, утрачивается частично, если одна из его систем перешла на дублирование (к более низким характеристикам), и утрачивается полностью в случае перехода на дублирование двух и более систем. В качестве критерия оценки выбрана вероятность поражения (потеря боеспособности) танка, так как она в комплексе харак- теризует танк как систему человек—машина с учетом всех при- сущих ей особенностей. В методике предусмотрено определение ряда показателей, связанных с поражением, продолжением или прекращением функционирования членов экипажа, составных частей и, как ре- зультат, вероятностей потери основных свойств танка. Кроме того, вычисляются математические ожидания стоимости ремонта танка после поражения и времени восстановления танка. Опыт использования модели с решением на ней ряда расчет- ных задач позволил выявить семь основных показателей, опреде- ляющих живучесть танка при обстреле. I. Поражение танка при попадании в него снаряда характе- ризует противоснарядную стойкость танка при пробитии брони и без него. 2. Пробитие броневой защиты при попадании в нее снаряда определяет уровень противоснарядной стойкости брони и совер- шенство схемы бронирования. 3. Поражение танка при пробитии брони позволяет судить о плотности компоновки, противоосколочной стойкости внутрен- него оборудования, защищенности экипажа и т. д. 4. Безвозвратные потери при пробитии брони характеризуют степень защищенности и правильность размещения топлива и боекомплекта. 5. Поражение экипажа при пробитии брони дает представле- ние о защищенности экипажа от осколков. 134
6. Потеря огневой мощи танка при попадании в него снаряда определяет противоснарядную стойкость комплекса вооружения, а также степень совершенства основной цепи функциональной схемы, обеспечивающей огневую мощь. 7. Потеря танком подвижности при попадании в него снаряда характеризует противоснарядную стойкость элементов шасси, а также степень совершенства основной цепи обеспечения под- вижности в функциональной схеме. Изложенный подход к оценке живучести танка справедлив не только для случая снарядного обстрела, но может быть взят за основу оценки живучести при воздействии любых средств по- ражения. Целесообразно теперь рассмотреть методический подход к определению некоторых показателей живучести танка. Описание броневой защиты танка и решение задачи встречи. Для решения ряда задач живучести необходимо представление броневой защиты танка математической моделью. В одной из таких моделей, разработанной А. Г. Костромитиновым, за основу взято представление броневых деталей наружными и внутренни- ми поверхностями. Наружная и внутренняя поверхности башни танка задаются набором полиномов, каждый из которых описы- вает выделенную зону башни. С помощью уравнений плоскостей и цилиндрических поверх- ностей задаются вырезы в башне (зоны ослабления брони). В математическую модель корпуса включены броневая защита корпуса, экраны, катки, балансиры, ведущие и направляющие колеса, гусеницы. Корпус описывается набором плоских деталей, представляющих собой произвольные выпуклые многоугольники заданной толщины. Экраны, балансиры и гусеницы описаны ана- логичным образом. Катки, ведущие и направляющие колеса за- даны положением центра, радиусом и толщиной. Зная уравне- ние траектории снаряда и положение танка в пространстве, с по- мощью математической модели броневой защиты определяют точки и углы встречи снаряда с броневыми деталями, а также толщину броневой детали по ходу снаряда. Задачи бронепробиваемости и определение входных парамет- ров остаточного действия боеприпасов при пробитии брони. Осо- бенностью данной задачи является определение не только факта пробития броневой защиты, но и скорости входа бронебойного снаряда в заброневое пространство в случае пробития брони, или остаточной энергии по возможности пробития дополнительной преграды для кумулятивных боеприпасов. Скорость входа снаряда в заброневое пространство и остаточ- ная энергия кумулятивной струи используются в качестве аргу- ментов для определения могущества действия снаряда за броней 135
Способ представления законов бронепробиваемости основан на аппроксимации справочных данных полиномами вида *псп = 22^0.°»^. 1-0 /—О где ^псп — толщина броневой плиты, мм; ац — коэффициенты полинома; УуЛ — ударная скорость снаряда, м/с; а —угол встречи снаряда с броней, градус; п — степень полинома. В процессе аппроксимации определялись коэффициенты aijt квадратичная ошибка аппроксимации о, максимальная частная ошибка Дт1К и др. Бронепробиваемость кумулятивного снаряда для фиксирован- ных условий представлена случайной величиной с некоторым распределением. Описание элементов внутреннего оборудования танка в мо- дели и расчет их поражения осколочным потоком. За поражение элемента танка принимается попадание в него хотя бы одного поражающего осколка. Каждому элементу в заброневом простран- стве приписывается определенная уязвимость при воздействии на него осколка с любого направления и определенные усредненные размеры в виде прямоугольника, стороны которого параллельны осям эллипса конуса потока осколков, а уязвимость элемента оценивается эквивалентной толщиной преграды; осколки, проби- вающие данную преграду, являются поражающими для элемента. При назначении эквивалентных толщин учитываются материал и толщина стенок составных частей (аппаратуры, приборов и т. д.), материал элементов и плотность заполнения ими внут- реннего объема составных частей, их габаритные размеры и др. При определении вероятностей поражения элементы оборудо- вания делятся на четыре типа: 1) элементы функциональной схемы, характеризующиеся по- ложением геометрического центра элемента в системе координат танка, усредненной площадью, эквивалентной толщиной, проби- тие которой приравнивается к поражению данного элемента, и толщиной, характеризующей экранирующую способность эле- мента ; 2) элементы функциональной схемы, имеющие цилиндриче- скую форму (трубопроводы, тяги, провода и т. п.) и характери- зующиеся координатами торцов оси цилиндра, диаметром и экви- валентной толщиной; 3) элементы, не входящие в функциональную схему (системы связи, противопожарного оборудования и т. и.), которые харак- теризуются теми же параметрами, что и элементы 1-й группы, за исключением эквивалентном толщины; 4) перегородки, характеризуемые уравнением плоскости в си- стеме координат танка и толщиной, определяющей экранирую- щую способность перегородки. 136
Вероятность поражения элемента танка в заброневом про- странстве осколками в случае пробития броневой защиты при из- вестных характеристиках потока осколков и рассматриваемого элемента рассчитывается аналитически и базируется на опреде- лении вероятности попадания поражающего осколка в элемент при условии наличия в потоке одного осколка с последующим вычислением вероятности поражения элемента Rj по формуле Л, 1-(1-Ру)”Л где Pj — вероятность попадания в у-й элемент при наличии в потоке одного ос- колка; лу — число осколков в потоке, способных по энергии поразить у-й элемент. Аналитически вероятность поражения элемента определяется также через плотность поражающих осколков в потоке Я,= 1-е-‘/. где Ау — математическое ожидание плотности поражающих осколков, попада- ющих в «приведенную» площадь /-го элемента. Величина Лу рассчитывается по формуле д/ = 5А • где ау —плотность поражающих осколков потока в зоне расположения /-го элемента; Sy —площадь /го элемента. В условиях, когда общий поток осколков представляется не- сколькими частными потоками и для каждого частного потока известны характеристики, вероятность поражения элемента танка общим потоком осколков вычисляется по формуле ПО где i — наименьший номер потока, содержащего поражающие осколки для /-го элемента; Pyt — вероятность попадания в у-й элемент осколка б-го частного потока; л4 — число поражающих осколков в б-м частном потоке При расчетах приняты следующие допущения: все осколки имеют одну ось рассеивания; весь осколочный поток делится на k частных потоков в соот- ветствии с поражающей способностью осколков; частные потоки имеют собственные углы рассеивания; каждый частный поток имеет собственные характеристики усеченного нормального закона рассеивания осколков; вершина конуса потока осколков находится на отрезке, соеди- няющем точку выхода траектории снаряда из брони и точку выхода нормали к тыльной поверхности брони, начало которой лежит в точке встречи снаряда с броней; ось конуса потока осколков лежит в плоскости, проходящей через траекторию снаряда и нормаль, и расположена между ними; Ю Зак. 12с 137
большие оси эллипса сечений конуса лежат в плоскости, про- ходящей через траекторию снаряда и нормаль, а малые оси — в плоскости, ей перпендикулярной. Аргументами для определения угла раствора конуса потока и числа поражающих осколков при заданных снаряде и типе брони являются угол встречи а и запас по пробитию р: = (^псп “ ^псп = 1 ~ ^псп • где ^псп—предельная толщина сквозного пробития для данного снаряда в за- данных условиях; Ь — толщина брони в точке встречи. Максимальные углы разлета осколков ут„ и рт1х, а также число поражающих осколков лобщ определяются с помощью по{ линомов вида ‘Ттаж (?1гах* лобщ) = 1~О -О Коэффициенты полиномов задаются в исходных данных от- дельно для 7ИИ, рт„ и побш Углы конусов разлета осколков каждого частного k-ro потока определяются по формулам Imo ^т7шах» Эта* . где и — коэффициенты, задающиеся в исходных данных. Параметры могущества осколочных потоков в заброневом пространстве определяются экспериментальным путем с по- мощью заброневой мишенной обстановки, представляющей собой пакет алюминиевых (стальных) листов, устанавливаемый на не- котором расстоянии от тыльной поверхности броневой преграды. Расстояние выбирается из условия улавливания всего потока осколков и достаточно надежного распознавания отдельных осколков. Толщины и число листов набора выбираются, исходя из ожидаемого запаса по пробитию брони. При проведении опытов фиксируется взаимное расположение набора мишенной обстановки и выходного отверстия в броневой преграде, определяется положение пробоин на первом листе набора. Осколки группируются по их пробивной силе, подсчитывается число осколков в каждой группе и относительное число осколков каждой группы в потоке * = где л/ —число осколков, пробивших данный лист; лОбщ — число осколков, про- бивших первый лист набора. В процессе обработки результатов измерений на ЭВМ вычис- ляются параметры осколочного потока. В качестве примера на рис. 6.3 и 6.4 приведены результаты обработки данных экспериментального исследования поля оско- 138
лочного потока двух оперенных подкалиберных снарядов при пробитии монолитных броневых преград, полученных В. С. Шу- шуновым. На рис. 6.3 показано изменение общего числа поражающих осколков Лобщ в зависимости от запаса снаряда по пробитию т| и угла встречи снаряда с броней а, а на рис. 6.4 — изменение углов разлета осколков утам в зависимости от угла встречи сна- ряда с броней а и г) (сплошные линии —для ОПС калибра 125 мм, штриховые — для калибра 100 мм). Рис. 6.3. Изменение общего числа поражающих осколков за броней: ло6щ-общее число поражающих осколков; Ч~ запас снаряда по пробитию; а — угол встречи снаряда с броней; I. 3. 3—для а — 60. 30 и 0 соответственно Рис. 6.4. Изменение углов разлета поражающих осколков за броней ^тах—мя“симальиый угол Рамега оскол' ков; ч ~ запас снаряда по пробитию: я — угол встречи снаряда с броней; 1. 3. 3. 4 — для а -&). 45. 30 и 0 ° соответственно Оценка поражаемое™ элементов внутреннего оборудования танка от действия снарядов без пробития брони. При обстреле танков и обработке результатов испытаний удалось получить материал, позволяющий установить зависимость повреждаемости жизненно важных составных частей танка от параметров сило- вого воздействия снарядов. При этом были приняты следующие виды повреждений элементов: полное поражение (повреждение, приводящее к полной поте- ре работоспособности составной части); 10* 139
поражение, приводящее к ухудшению рабочих характеристик или временной потере работоспособности узла, устраняемое эки- пажем в процессе выполнения боевой задачи; повреждение, несущественно снижающее рабочие характерис- тики рассматриваемого элемента. Полный импульс силы бронебойных калиберных и подкали- берных. а также осколочно-фугасных снарядов, взаимодействую- щих с броней без рикошетирования, рассчитывается по формуле At = Qaar Vya » где Qirr —масса активной части снаряда; vyl —ударная скорость снаряда. Составляющая компонента силы по нормали к поверхности брони 4 /s COS Для случая взаимодействия снаряда с броней при рикошете снаряда составляющая по нормали к поверхности брони 4= <?акт(^ул + ^р) COS в, где скорость рикошетирующего снаряда; а — угол встречи снаряда с броней. При этом учитывалось, что скорость рикошетирующего снаря- да является функцией ударной скорости снаряда, а углы рико- шетирования близки по величине к углам встречи. В расчетах импульсою силы бронебойно-фугасных снарядов принималось допущение, что /х=/ж . Составляющая /и опреде- лялась по формуле 4 = 0,354 QBBD, где QBB—масса ВВ снаряда; D— скорость детонации ВВ. м/с Частость поражения i-ro элемента танка при обстреле без пробития брони определялась по формуле Ъ = njnt, где число наблюдений повреждений /-го элемента; — общее число опытов. 6.3. ОЦЕНКА И ТЕНДЕНЦИИ ПОВЫШЕНИЯ ЖИВУЧЕСТИ ТАНКА Пример оценки живучести танков. По методике, изложенной выше, была произведена оценка трех танков (обозначенных А, Б, В) классической компоновки при обстреле оперенными бро- небойными подкалиберными снарядами. Танк А с точки зрения живучести характеризуется следую- щими особенностями: броневая защита лобовых проекций пробивается выбранным снарядом с дистанции более 2000 м; 140
топливо размещено в тонкостенных металлических баках, рас- положенных в передней и средней частях обитаемого отделения корпуса, а также в баке-стеллаже справа от водителя; боеприпасы размещены вертикально в конвейере кабинного типа (механизированные выстрелы), а также в баке-стеллаже, у моторной перегородки и в нише башни; в танке нет осколкоулавливающих экранов; экипаж не имеет индивидуальных средств защиты от ос- колков; борт корпуса танка не имеет силового экрана. Танк Б по всем характеристикам аналогичен танку А, но от- личается тем, что его броневая защита обеспечивает непробитие выбранным снарядом с дистанции 500 м лобовых проекций танка в пределах заданных углов безопасного маневрирования. Танк В имеет такую же, как на танке Б, броневую защиту и, кроме того: на борту корпуса установлен силовой экран; топливо размещено в передней части корпуса в изолирован- ных от обитаемого отделения броневых отсеках слева и справа от водителя; бак-стеллаж отсутствует; автоматизированные выстрелы размещены в конвейере гори- зонтально, сам конвейер имеет противоосколочную защиту; заряды неавтоматизированных выстрелов расположены верти- кально в нише башни за специальной силовой перегородкой, изо- лирующей экипаж в башне, и в нижней части корпуса за конвейе- ром у моторной перегородки; в корпусе и башне имеются осколкоулавливающие экраны, ло- кализующие действие осколочного потока в случае пробития брони; экипаж имеет противоосколочные жилеты и шлемы; введено дублирование командиром танка управления огнем и движением машины (соответствующие изменения внесены в функ- циональную схему); приборы и другие составные части системы управления огнем имеют эффективную амортизацию. Результаты расчета приведены в табл. 6.1. В таблице приведены значения вероятности поражения соот- ветственно танков Л, £ и В и сравнительные величины, характе- ризующие влияние усиления броневой защиты (А/Б), комплекса специальных мероприятий по повышению живучести (Б/В), одно- временного усиления броневой защиты и специальных мероприя- тий (А/В). Усиление бронирования лобовых проекций танка привело к уменьшению вероятности пробития брони при попадании сна- рядов в 1,5 раза при одновременном уменьшении поражае- мости танка всего в 1,15 раза. Вероятность поражения танка при пробитии брони снижается только в 1,07 раза в результате неболь- 141
того уменьшения заброневого действия снаряда. При этом безвоз- вратные потери снижаются в 1,2 раза вследствие улучшения за- щищенности передних топливных баков. Введение комплекса специальных мероприятий позволило сни- зить поражаемость танка в 1,5 раза, а также уменьшить долю безвозвратных потерь в 1,6 раза благодаря размещению топлива Таблица 6.1 Показатели оценки живучести танков А, Б, и В при обстреле бронебойными подкалиберными снарядами Характер поражения Ве|юяпюс1ь поражения Эффективность конструктивных отличий Д Б в Более сильная броневая зашита (Д/Ь) Наличие специальных мероприятий Суммарная эффективность (Д В) Поражение танка при попадании снаряда 0,57 0,50 0,33 1.15 1,50 1.75 Пробитие брони при попадании снаряда в танк 0,46 0,30 0,28 1,50 1,65 1,65 Поражение танка при пробитии брони 0,87 0,81 0,51 1,07 1,40 1,50 Безвозвратные потери при пробитии брони 0,58 0,48 0,30 1.20 1,60 1,90 Поражение хотя бы одного из членов экипа жа 0,50 0,45 0,24 1,10 1,80 2,10 Потеря подвижности при попадании снаряда в танк 0,43 0,24 0,16 1,80 1,50 2,70 Потеря огневой мощи при попадании снаряда в танк 0.5! 0,42 0,29 1,20 1,45 1,75 в изолированных броневых отсеках, защите боекомплекта и более рациональному размещению его в танке; поражаемость экипажа в 1,8 раза благодаря осколкоулавливающим экранам и индиви- дуальной защите экипажа; поражаемость элементов, определяю- щих подвижность танка, в 1,5 раза, что объясняется, с одной сто- роны, наличием силового экрана на борту корпуса, который уменьшает разрушение узлов ходовой части, а с другой — введе- нием дублирования управления движением; поражаемость эле- ментов, определяющих огневую мощь, в 1,45 раза благодаря на- личию системы локализации осколочного потока при пробитии брони и дублированию управления огнем танка. Поражаемость танка при пробитии брони уменьшилась в 1,4 раза. 142
Естественно, что суммарная эффективность одновременного усиления бронирования и комплекса специальных мероприятий будет выше, чем в каждом из рассмотренных случаев. Так, комп- лексное решение задачи позволит повысить живучесть танка в 1,75 раза при одновременном улучшении других показателей. В заключение этого раздела необходимо отметить, что реали- зация частных технических решений влияет на изменение отдель- ных показателей, характеризующих живучесть танка, но несуще- ственно сказывается на значении общего показателя. Например, защита топлива и боеприпасов уменьшит долю безвозвратных по- терь танков в 1,4 раза; в то же время поражаемость танка в бою изменится незначительно, так как поражаемость узлов и систем танка, обеспечивающих его функционирование как боевой едини- цы, останется на прежнем уровне и т. д. Пути повышения живучести танка. Проблема обеспечения живучести танков первого послевоенного поколения решалась в основном усилением гомогенной стальной брони. Повысилось дифференцирование бронирования, т. е. защита обеспечивалась при определенных курсовых углах. Были внедрены мероприятия, направленные на повышение противоснарядной стойкости танка: исчезли «заманы» на башнях, усилилось крепление погона баш- ни и самого подбашенного листа корпуса, улучшилась система противопожарного оборудования и др. Большое значение приоб- рел вопрос о воздействии снарядов на танк без пробития брони, так как резко увеличился уровень энергии, передаваемой кон- струкции танка при ударе, а требования к надежности оборудо- вания возросли. Поставленные задачи невозможно было решить дальнейшим простым наращиванием стальной брони. Разра- ботчики нашли технические решения, позволившие резко улуч- шить характеристики бронирования танка без существенного увеличения массы применением комбинированной (многослой- ной) брони лобового узла корпуса, комбинированной (с наполни- телем) брони башни и др. Дальнейшее повышение живучести танка возможно за счет следующих решений: совершенствования броневой защиты путем усиления лобовых и бортовых проекций корпуса и башни; разра- ботки новых эффективных схем бронирования; применения комби- нированной, разнесенной и экранированной брони; использования сталей, обладающих повышенной противоснарядной стойкостью, си- ловых бортовых экранов; повышения противоминной стойкости кор- пуса и ходовой части, а также защищенности верхней проекции танка от авиационных средств. Одновременно должны принимать- ся необходимые меры по уменьшению площади ослабленных зон. Наличие силового бортового экрана не только позволяет повы- сить противоснарядную стойкость корпуса, но и уменьшает уязви- мость узлов ходовой части при попадании осколочно-фугасных, бронебойно-фугасных и кумулятивных снарядов в танк. Особое внимание следует уделять рациональной схеме функционирова- 143
ния танка, отображающей взаимосвязи между элементами и их значимость в обеспечении боеспособности танка. Это касается как вопросов дублирования (резервирования) узлов, систем, опера- ций, так и размещения оборудования в танке. Кроме того, решению проблемы повышения живучести танка будут способствовать: использование ударо- и осколкостойких шлемов и жилетов, огнестойких костюмов для экипажа; применение осколкоулавливающих экранов, локальной защи- ты приборов и узлов внутреннего оборудования от осколков; проведение мероприятий по защите боекомплекта и его ра- циональному размещению; размещение топлива в броневых отсеках, изолированных от обитаемых отделений; эффективная амортизация внутреннего оборудования; применение ударостойких приборов и узлов внутреннего обо- рудования, а также приборов наблюдения; кассетирование и микроминиатюризация электрорадиоборудо- вания и автоматики (ЭРОА), а также СУО; повышение эффективности, надежности и быстродействия си- стемы противопожарного оборудования (ППО); использование электрических приводов наводки орудия; введение дублирования управления огнем и движением танка; использование ингибиторов и отвердителей топлива, негорю- чих жидкостей для гидросистем, а также негорючих и не поддер- живающих горение материалов и др. Таким образом, существенное повышение живучести танка может быть осуществлено комплексом мероприятий по повыше- нию противоснарядной и противоминной стойкости, повышению ударостойкости оборудования без пробития брони, локализации заброневого действия боеприпасов при пробитии брони, защите экипажа, топлива и боеприпасов от осколочного потока, оптими- зации схемы функционирования танка.
Глава 7. ПОКАЗАТЕЛИ ПОДВИЖНОСТИ ТАНКА И ИХ ОЦЕНКА 7.1. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОДВИЖНОСТИ ТАНКОВ Подвижность — это боевое свойство танка, характеризующее его способность преодолевать конечное расстояние за конечное время без дополнительных средств поддержания движения. При сравнении подвижности различных танков задаются на- чальная и конечная точки маршрута, а время и фактические трассы движения сравниваемых танков варьируются в зависи- мости от их эксплуатационных характеристик За комплексный критерий оценки подвижности танка принимается коэффициент подвижности танка (отношение времени перехода из начального в конечный пункт маршрута для некоторого эталонного танка Г, к такому же времени Тх для оцениваемого танка): Кп - TJTX. Обычно в качестве эталонного танка выбирается серийный об- разец, абсолютные показатели подвижности которого в различ- ных условиях достаточно хорошо изучены. На рис. 7.1 представлена иерархическая структурная схема формирования подвижности танков как сложного свойства, опре- деляемого тремя более простыми свойствами: проходимостью, характеризующей способность танка преодо- левать заданное расстояние кратчайшим путем, быстроходностью, выражающей способность танка к быстрей- шему достижению заданной точки в пределах, ограниченных про- ходимостью; автономностью, т. е. способностью передвигаться без дополни- тельных средств (топливозаправщиков, ремонтно-эвакуационных машин и т. д.). Каждое из этих свойств зависит в свою очередь от свойств более низкого уровня, как это показано на рис. 7.1. Для ориентировочной оценки подвижности допустимо исполь- зовать упрощенную модель, основанную на разделении трасс движения танков на две группы участков. Первая группа состоит 145
ИЗ труднопроходимых участков, на которых подвижность зависит только от коэффициента проходимости Кпр. Для второй группы подвижность зависит от показателей быстроходности и автоном- ности танка, а также от времени заправки топливом, что может быть оценено относительным коэффициентом уменьшения (увели- Рнс. 7 I. Структурная схема формирования подвижности танков чения) времени марша оцениваемого танка по сравнению с эта- лонным: Тг<9 ^м^’ср э ! иэ#Г39 t'cp х ' 4- »vcp »^3. х , w ГииГ SM 'Vcp х 4 пзхЛх 1'ср в 1 Гз xvcp х/^з. х х * где SM — протяженность марша; гср—средняя скорость движения: Т3—про должнтельность одной заправки танка топливом; S, х — запас хода танка; л, —число заправок ( пя <*= SJS3 т). Индексы х и э соответствуют оценнвае мому и эталонному танкам. Учитывая соотношение участков обеих групп, характерное для евроазиатского материка, можно принять коэффициент под- вижности <7Л> Факторы, ограничивающие подвижность. Количественное опи- сание подвижности танка при принятой упрощенной методике требует определения ряда частных характеристик (Кпр , у, $з х). 14Ъ
Для решения этой задачи должен быть обоснован выбор условий, в которых производится сравнение танков, и проанализированы причины, вызывающие различия в характеристиках подвижности сравниваемых образцов. Прежде всего следует систематизиро- вать факторы, ограничивающие подвижность танков в условиях эксплуатации. Ограничивающие факторы, не позволяющие реализовать бо- лее высокие характеристики подвижности, делятся на техниче- ские и эргономические. Можно выделить следующие технические факторы, зависящие от параметров шасси: тягово-динамический, включающий огра- ничения по тяговой мощности двигателя, определяемой с учетом потерь мощности внутри машины; плавность хода; тормозной; управляемость и устойчивость движения при повороте; опорно- сцепная и геометрическая проходимость; топливная экономич- ность; водоходные свойства. Эргономические факторы, связанные с функционированием системы человек- машина—среда, сопутствуют техническим фак- торам. Эти факторы приводят к снижению показателей подвиж- ности танков, по сравнению с его техническими возможностями, из-за ограничений обзорности, ослабления внимания водителя при длительном движении и т. д. Степень снижения показателей при этом зависит от частоты воздействия водителя на органы управления движением танка. Исследованию влияния отдельных ограничивающих факторов должен предшествовать анализ режимов движения танков в раз- личных эксплуатационных условиях. Режимы движения танков. При движении в различных усло- виях танк как динамическая система находится под действием различных внешних возмущений, которые можно объединить в две основные группы: воздействие поверхности трассы на движущуюся машину; воздействие водителя на органы управления движением. Характер внешних воздействий оказывает существенное влия- ние на все показатели подвижности танков. Однако степень влия- ния этих воздействий на подвижность танка в основном зависит от действий водителя. Так, при плавном трогании с места на сла- бо связанных грунтах танк способен двигаться, но резкое увели- чение водителем частоты вращения коленчатого вала двигателя может привести к потере подвижности. Движение также может прекратиться, если водитель несвоевременно начнет воздейство- вать на органы управления движением при изменении условий движения. Режимы движения танка можно разделить на две основные группы: установившихся и неустановившихся режимов. Подобное деление для такой сложной динамической системы, как танк, содержит в себе определенную степень условности. Например, движение танка по неровной дороге с постоянной скоростью и без 147
переменных воздействий водителя на органы управления движе- нием относится к установившемуся режиму движения машины в целом, хотя является неустановившнмся, например, для элемен- тов ходовой части, регулятора двигателя и т. д. Наоборот, движе- ние с переменными скоростями по участкам дорог с различной степенью неровности может соответствовать установившемуся ре- жиму нагрева гидроамортнзаторов подвески, если рассеиваемая в них мощность остается примерно постоянной. Установившимся режимом движения танка считается Taxqfl, при котором значения основных показателей подвижности близ- ки к постоянным (колеблются в пределах ±5%) и движение не сопровождается существенными воздействиями водителя на органы управления движением. Под существенными воздействиями водителя на органы уп- равления движением понимаются переключения передач, резкие разгоны, торможение и повороты. При резких изменениях условий движения или существенных воздействиях водителя режим движения танка считается неуста- новившимся или переходным. При установившихся режимах движение танка можно считать близким к прямолинейному по поверхности с неизменными усло- виями. Постоянство условий следует понимать достаточно широ- ко. Так, условия можно считать неизменными, если сопротивление движению меняется сравнительно плавно относительно некоторо- го среднего значения, а микропрофиль поверхности достаточно хорошо описывается стационарной случайной функцией пути. Постоянство характеристик поверхности трасс является необ- ходимым, но не достаточным условием движения в установивших- ся режимах, поскольку отклонение от этих режимов может про- изойти по субъективным причинам, зависящим от водителя. Эти отклонения могут быть учтены в результате исследования эрго- номического фактора ограничения скоростей движения на участ- ках трасс с неизменными (стационарными) характеристиками условий и режимов движения. Неустановившиеся режимы движения, включающие в себя непременными составляющими процессы торможения и разгона, для удобства анализа подвижности по техническим и эргономи- ческим факторам делятся на три следующих типа: повороты; преодоление отдельных неровностей микропрофиля; движение на участках повышенной опасности, к которым от- носятся броды, мосты, дамбы, пересечения с железными и шос- сейными дорогами, населенные пункты и т. д. Критерий оценки подвижности. Иерархическая структурная схема критерия оценки подвижности танков приведена на рис. 7.2. Показатели быстроходности танков. Для полу- чения аналитических зависимостей между показателями быстро- ходности, параметрами шасси и характеристиками условий дви- нь
жения используются дифференциальные уравнения, описываю- щие взаимодействие шасси танка с поверхностью движения. Решение этих уравнений для установившегося движения имеет вид: v - Nrpl(GnJ0). (7.2) где v — скорость движения. Л^р—мощность, необходимая для равномерного движения в заданных условиях (так называемая мощность на грунте) ;Л'Гр Л/д, — ЛЛ'вн; Л^в — мощность, развиваемая двигателем; ЛУ,И — внут ренине потери мощности в танке; <70—вес танка; Д —суммарный коэффини ент сопротивления движению Рис. 7.2. Структурная схема критерия оценки подвижности танков: коэффициент подвижности; Кпр — коэффициент проходимости; АГд — коэффициент бы строходности; АСавт — коэффициент автономности; Ко с — коэффициент опорно-сцепной про ходимости; А'г пр —коэффициент геометрической проходимости; с - коэффици- ент водоходных свойств; Кя — коэффициент динамичности; Л*п х — коэффициент плавности хода; Купр коэффициент управляемости; Ss x—запас хода по топливу; Кт г—коэффициент технической готовности; • — коэффициент буксования; дв — высота преодолеваемого выступа (препятствия); /Гдр—глубина преодолеваемого брода; /тхх — максимально допустимый ко- эффициент сопротивления движению; гт х —скорость движения, ограничиваемая тягой дви- гателя; оп х — скорость движения, ограничиваемая плавностью хода; /р — время разгона тан ка. <т — время торможения танка; t’n0B — критическая скорость движения при повороте; п„р -скорость движения через препятствия; fn — путевой расход топлива; ^—ем- кость топливных баков; р — вероятность безотказной работы элементов шасси, влияющих на подвижность; Г* — суммарное время восстановления отказавших элементов шасси; Vcp — среднее удельное давление на грунт: Агт— эффективный параметр грунтозацепов тра ка; Лк — клиренс танка; /Удв — мощность, развиваемая двигателем; Л<VB|| — внутренние по- тери мощности в танке; т’б.д -максимальная скорость движения без пробоев подвески; гпер — максимальная скорость движения при заданном уровне перегрузок на корпусе; ЛГТ— максимальная тормозная мощность двигателя; га — критическая по заносу скорость движения танка при повороте; г* — критическая по устойчивости скорость движения танка при повороте; ₽н — скорость движения через отдельные неровности; гсп —скорость движе- ния через специальные препятствия; gg — удельный часовой расход топлива при работе двигателя на внешней характеристике; *от~ параметр потока отказов составной части шас- си: /в—время устранения одного отказа; Мт х—изменение времени движения танка из-за снижения технических характеристик составных частей шасси при возникновении отказов 149
При Л'Д1 = ЛГ1, m„ зависимость (7.2) можно рассматривать как тягово-динамический показатель быстроходности. Величина ЛГгр включает в себя максимальную мощность двигателя, КПД трансмиссии, гусеничного движителя, потери мощности на коле- бания корпуса и т. д. Вторым показателем быстроходности танка является плав- ность хода, которую целесообразно рассматривать для двух типов ограничений движения: 1) ограничение скорости движения танка при возникновении на корпусе перегрузок, достигающих некоторого граничного уров- ня доп ; 2) ограничение скорости движения танка при появлении уда- ров подвески по ограничителям хода катков (пробоев), когда деформация подвески равна полному ходу катка относительно корпуса Лп. Учитывая, что в реальных условиях микропрофиль трасс пред- ставляет собой случайную функцию пути, математическая фор- мулировка показателя плавности хода должна иметь статисти- ческую трактовку. Так, для ограничений первого типа (по пере- грузкам) скорость движения t>nep *= ^(°,. <»i. аг • • • • • а» Ъ" Ъ2.. (7.3) г хдоп где з- и —среднеквадратичные текущее и допустимое значения ускоре- ния в заданной точке корпуса танка; at, о»,. .., а* —параметры танка; ft». ... ft/ — параметры микропрофиля. Для ограничений второго типа (по максимальной скорости движения без пробоев) можно записать »«.,= ...................“»• (7-4) где ту—математическое ожидание деформации подвески; ау—среднеквадра- тичное значение деформации подвески; Лж — динамический ход подвески. Переходные режимы можно характеризовать следующими ве- личинами: временем разгона от некоторой малой (начальной) ско- рости движения т/в до некоторой более высокой в заданных условиях движения; временем торможения /т от до х>и в заданных условиях, критическими скоростями движения при повороте v3 (по за- носу), vy (по устойчивости против опрокидывания) и д (по тяговым возможностям). Указанные критерии могут быть записаны в следующем упро- щенном виде: /,-ОА(«.-®Ж(Л-ЛИ: (7.5) гг-о0»,(®.-®,)/|у(А+А)1; (7.6) V, - 3,6 /?/?„o,(tg7 +-|»)/(1 —Mgl); (7.7) 150
v, = 3.6 VgR„„(H„ + h tg T)/(* - Ha tg T); (7.8) (7.9) где Л = 2^/[<70(ггв + ч,)]; (7.10) Л 2 (Л\, т 4 AAU/[(70 (<□. + ч,)|; (7. И) Ьм коэффициент учета вращающихся масс; А\юв радиус поворота. Л^,.т—тормозная мощность двигателя; у — угол наклона трассы в попсреч ной плоскости; /пр — приведенный коэффициент сопротивления движению в по- вороте; ц— коэффициент сопротивления повороту; Но — высота центра тяже- сти (ЦТ); Л —расстояние от ЦТ до оси опрокидывания. Показатели автономности движения танков. Главным показа телем автономности движения танков является запас хода по топливу, вычисляемый по формуле S,., где Vl ft —объем топливных баков; ДИт 6 —остаток топлива (невырабатывас- мого или регламентируемого); gn — путевой расход топлива. Величины Ит б и AVT 6 не зависят от динамических парамет- ров шасси и условий движения, поэтому в основу формулировки показателя автономности по запасу хода может быть положена функциональная зависимость ga - g(v, at, а2, . . , ак, bt, b2, . . , bt) (7.12) или связанная с ней следующим соотношением величина g.~gav, (7.13) где gf— часовой расход топлива. В выражениях (7.12) и (7.13) одним из параметров является скорость движения v, позволяющая определять степень загрузки двигателя в заданных условиях движения (дь 62.......Ь,), поэто- му использование показателя топливной экономичности возмож- но лишь в том случае, когда получены результаты оценки под- вижности по показателям быстроходности. Под эргономическими факторами подвижности танков пони- маются функциональные или статистические зависимости вели- чин, характеризующих степень использования технических воз- можностей танков при движении, от характеристик условий и ре- жимов движения. В зависимости от того, какое из технических ограничений под- вижности недоиспользовано водителем, эргономический фактор носит то или иное название. Например, недоиспользование води- телем скорости характеризуется скоростным коэффициентом эргономичности, Kv3 , недоиспользование мощности мощност- ным коэффициентом эргономичности (тяговым /СЛ>Э или тормоз- 151
ным К99), при повороте со скоростью, ниже критической vy и vT а) — коэффициентом эргономичности при повороте Кп9, при неправильном управлении движением по слабым грунтам — опорно-сцепным коэффициентом эргономичности К?9 и т. п. Определение коэффициентов эргономичности в условиях реальной эксплуатации и в зависимости от условий и режимов движения осуществляется по следующей методической схеме. Пусть на участке, характеризуемом каким-либо техническим ограничением подвижности, например скоростью движения фактическое значение средней скорости движения танка при не- однократно повторенном эксперименте оказалось равным В таком случае скоростной коэффициент эргономичности = (7.14) На рис. 7.3 приведены зависимости коэффициента эргономич- ности от технически возможной скорости движения, на рис. 7.4— от количества переходных процессов на единицу пути, связанных с преодолением препятствий; на рис. 7.5 —от организации дви- жения. Как видно из рис. 7.3—7.5, общей тенденцией скоростных коэффициентов эргономичности является их уменьшение сростом скорости. Это может быть объяснено на следующем простом при- мере. Пусть на участке трассы длиной танк движется с макси- мальными техническими характеристиками и скоростью vt, а на участке длиной SIe, характеризуемом такими же дорож- ными условиями, как и участок Sr, движется с эргономическими ограничениями со скоростью *»,. В таком случае средняя факти- ческая скорость на участке длиной Ss » S 1 I S IS u (7J5) Из выражения (7.15) следует, что чем больше скорость при фиксированных SZt , S,, v9, тем меньше скоростной коэф- фициент эргономичности Kv9. Уменьшение коэффициента эргономичности с ростом числа препятствий на единицу пути п вызвано тем, что рост числа пре- пятствий, требующих воздействий водителя на органы управле- ния движением, сопровождается ростом вероятности неточного исполнения водителем управляющих воздействий, что также при- водит к уменьшению коэффициентов эргономичности. Таким образом, все перечисленные показатели и факторы подвижности, как технические, так и эргономические, прямо или косвенно (через скорость движения) являются функциями усло- вий движения танков. Поэтому для разработки требований к тан- кам и их оценки по критериям подвижности необходимо дать ко- личественное описание условий движения танков на маршах и в 152
бою в виде набора количественных характеристик условий с их вероятностным распределением в районах ожидаемой эксплуата- ции, т. е. сформулировать математические модели условий. Рис. 7.3. Зависимость коэффициента эргономичности от технически воз- можной скорости движения: О — танк с ЛГ?л mgl — 12 кВтт; X - танк с Л’у*тах“ 13 5 *Вт т; л “ с Лу*«ах ’ - 14 кВт т; О - танк с ЛГуд тдх - 18 кВт т Рис. 7.5. Зависимость коэффи цнеша эргономичности Км от организации движения одиночное дм жени е; 3 - коаонма; танке ЛГ/д|П1Х-12 кВтТ; X танк с Nyll П1ХХ 13,5 кВт.Т; д - танк с ^ужгажж ~ 14 *Вг0 “ r>w< * Мул max ” 14 к®т,*т Рис. 7.4. Зависимость коэффициента эргономичности Кп от числа пере- ходных процессов пути п: / л-(Г. 2 я-1;Л я - 1,5; 4 я - * □ - танк с Ny* т„ - 12 кВт т; X - танк с А уж max ,Э-5 жВт‘г Л г А’ул max — 14 кВт т; О — танк с Xyliaut “ |в |,Вт т 7.2. НОМЕНКЛАТУРА ПОКАЗАТЕЛЕН ПОДВИЖНОСТИ ТАНКОВ. ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ТТХ Параметры дорожных условий движения танков. В дальней- шем будет рассматриваться следующая номенклатура парамет- ров дорожных условий движения танков: суммарный коэффициент сопротивления прямолинейному дви- жению танков f0, включающий в себя коэффициент сопротивле- ния качению f и уклоны продольного профиля трассы а: /0 = /cos а + sin а; 153
среднеквадратичная высота неровностей стационарного мик- ропрофйля as; ' длина отдельной неровности микропрофиля _£н; средняя длина неровностей микропрофиля ZH; высота (глубина) отдельной неровности мик))опрофиля 7/н; радиус поворота трассы в плане 7?тр; коэффициент сопротивления повороту ц; угол наклона трассы в поперечной плоскости у; тип специального препятствия (I, II, III, см. табл. 7.2); среднее расстояние т (в км) между поворотами, отдельными неровностями микропрофиля и препятствиями или их среднее число на единицу пути п. С помощью перечисленных параметров можно определить следующие показатели: технически возможные и фактические (с учетом эргономических факторов) скорости движения танков, расход топлива и динамическую нагруженность узлов шасси, не- обходимые для оценки подвижности танков в заданных условиях движения. Некоторые из параметров трасс приведены в табл. 7.1 и 7.2. Модели трасс движения танков. Основой оценки подвижности как существующих, так и вновь разрабатываемых танков являет- ся сравнение значений показателей подвижности оцениваемого танка с аналогичными показателями некоторого эталонного (обычно серийного) танка. Необходимым условием оценки является идентичность усло- вий движения оцениваемого и эталонного танков. Эти условия представляются в виде так называемых моделей трасс, под кото- рыми понимается сочетание характерных для эксплуатации тан- ков дорог, местности, препятствий, охарактеризованных с по- мощью соответствующих параметров дорожных условий дви- жения. Иногда модели трасс могут носить чисто описательный харак- тер, например сухая грунтовая дорога, разбитая танковая трасса, влажная луговина и т. д. Такие модели тоже могут использоваться для получения частных отно- сительных показателей подвижности танков, испытываемых одно- временно. Однако использовать результаты j-акцх испытаний для обобщенной количественной оценки подвижности нецелесооб- разно. Поэтому для оценки подвижности и формулировки ТТХ пред- лагаются количественные модели трасс движения танков, кото- рые можно подразделить на три основные группы: детерминиро- ванные, статистические, и смешанные (детерминированно-стати- стические) модели. Детерминированные модели включают в себя набор харак- терных участков трасс движения в определенной последователь- ности. ' ' • 154
Таблица 7.1 в Параметры трасс, определяющие установившееся движение танков Категория трассы Характеристика поверхности Коэффициент со- противления пря- молинейному дви- жению /о Коэффициент сопротивления повороту Р- Параметры i , см микропрофиля Ти, “м Дороги с твердым по- крытием Бетонные, асфальтовые, булыж- ные и гравийные Булыжные и гравийные 0,02—0.04 0,04-0,06 0,4 0,4 1.5 2 16 5 Грунтовые дороги Сухие профилированные Сухие непрофилированные Грязные 0,06-0,08 0,08-1,0 0,12—0,16 0,5 0,5 0,6 3 4 6 iil 6 7 8 Местность Сухой луг, слежавшаяся пахота Снежная целина, сухой песок, бо- лото 0,10—0,14 '0,19-0,25 0,6 0,6 4 5 8 ’ Танковые трассы Сухой твердый грунт 0,10-0,12 0,6 7 10 Разбитая трасса пЬ ; .:г 0,14—0,20 0,6 10 12
в Таблица 7.2 Количество препятствий на I км пути Повороты Неровности Другие препятствия Мосты, броды Населенные пункты Пересече- ния с доро- Категория трассы Ти- 30 м 8 £ ₽• 'х От 1 ? о» ~ Ян-о,9 м; Тн—16 м /Уи«О,б м; Ти- 12 м Ям—0,4 м; Гн*8 м ®|-»5 км/ч; Гм- 30 м V||- —15 км/ч; КОО м - — 25 км/ч; V = 15 м 1. Автомобильные дороги с твердым покрытием — 0,2 - *•“ — — 0,05 0,05 0,70 2. Грунтовые сухие профилиро- ванные дороги 0.2 0,4 — — — 0,2 0,05 0,40 0,90 3. Грунтовые сухие непрофилп* рованные дороги 1,0 2,0 — — 0,2 0,3 0,08 0,65 1.0 4. Грязные грунтовые дороги 0,6 1.2 — 0,2 0.5 1,0 0,09 0,60 1.0 5. Сухие стерня, луговина, сле- жавшаяся пахота 0,5 1,0 — — 0,3 2,0 0,10 —* 0,6 6. Снежная целина, сухой пе- сок, болото — — - 0,3 1,0 0,10 — 0,6 7. Танковые трассы с твердым сухим грунтом 2,0 5,0 0,5 1,0 4,0 h U. H • — 0,03 — — 8. Разбитые танковые трассы 4,0 12,0 3,0 5,0 — — 0,03 — —
Статистические модели трасс движения представляют собой набор законов, функций или параметров распределения характе- ристик внешних условий. Смешанные модели трасс движения представляют собой опре- деленные последовательности участков трасс, количественное опи- сание которых представляется в виде статистических характерис- тик распределения параметров дорожных условий внутри каждого участка или ряда таких участков. Расчетный метод оценки подвижности предполагает использо- вание смешанных моделей трасс движения, состоящих из сочета- ния конечного числа характерных участков дорожных условий, представленных статистическими характеристиками параметров дорожных условий. Представленная номенклатура параметров дорожных условий охватывает широкий круг трасс, предназначенных для соверше- ния танковых маршей в различных географических зонах. Известно, что на различных трассах танковых маршей показа- тели подвижности танков (скорости движения, запасы хода, без- отказность и т. п.) могут существенно различаться. Это вызвано в основном различным распределением характерных участков внутри каждой маршевой трассы. В табл. 7.3 для примера приве- та б л и п а 7.3 дены характеристики трех типов реально существующих и ис- пользуемых трасс суточных маршей танковых колонн в трех географических зонах с различной степенью «тяжести» дорожных условий. При оценке подвижности танков необходимо определять также возможности танка преодолевать отдельные препятствия следующей номенклатуры: эскарп высотой Л/э; подъем, на котором суммарное сопротивление движению /о== = f cos а + sin а; воронка диаметром DB и глубиной ров шириной £р и глубиной //р; < 157
лесной массив площадью 5Д, средний диаметр деревьев rf,; водоем глубиной //,; , валуны, надолбы высотой //„. В ТТТ и ТТХ танков рекомендуется включить следующие по- казатели подвижности: максимальную удельную мощность ЛАужтжх, определяемую Nju, и массой танка, кВт/т; динамический ход подвески ha , м; линеаризованный коэффициент демпфирования подвески X, H-q/m; среднее удельное давление на грунт qC(>. кПа; линеаризованный коэффициент упругости подвески Ск, Н/м; клиренс танка Лк, м; максимальное расстояние между впадиной и выступом наруж- ной поверхности трака Дгт. см; среднюю скорость движения по сухим грунтовым дорогам vaa , км/ч, запас хода при движении по сухим грунтовым дорогам 5Э ж г , км; максимальную скорость на горизонтальном участке бетонной дороги (/о“0,02) , км/ч; запас хода при движении по горизонтальному участку бетон- ного шоссе 5“эжи , км; максимальное значение преодолеваемого суммарного коэф- фициента сопротивления прямолинейному движению /тах; глубину проходимого брода //бр. м. 7.3. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПОДВИЖНОСТИ ТАНКОВ Оценка подвижности танков производится на всех стадиях жизненного цикла машин. На разных этапах требования к бы строте и точности оценки подвижности различны, неодинаковы полнота и достоверность исходных данных для оценки. Так, при составлении ТЗ оценка подвижности проводится на основе гипо- тетических характеристик шасси для предотвращения несовмес- тимых требований к параметрам составных частей. При оценке эскизного проекта, когда выбор основных характеристик состав- ных частей сделан, определяют, насколько предполагаемые тех- нические решения отвечают требованиям ТЗ и в какой степени они обеспечивают повышение подвижности проектируемого танка в сравнении с существующим. Полученные при этом результаты являются основанием для принятия решения о дальнейших рабо- тах над проектом. При разработке технического проекта и рабочем проектирова- нии оценка подвижности включает в себя не только определение показателей подвижности, но и обоснование тех или иных режи- мов движения танка, необходимых для расчетной или экспери- ментальной проверки работоспособности создаваемых составных 158
частей. На этих ранних стадиях создания машин единственно возможными являются расчетные методы и методы натурно-мате- матического моделирования подвижности. С изготовлением опыт- ных образцов оценка их подвижности осуществляется в основном экспериментально, но обычно на трассах заводских полигонов, существенно отличающихся от трасс суточных маршей, что за- ставляет экстраполировать полученные экспериментальные ре- зультаты на модели маршевых трасс. Эти задачи по оценке под- вижности танков и формированию условий испытаний опреде- ляют потребности исследователей и конструкторов в разработке методов, наиболее рационально отвечающих требованиям на раз- личных стадиях создания машин. Такие методы можно разделить на три основные группы: расчетно-теоретические методы, основанные на аналитическом решении задач взаимодействия шасси танка с поверхностью трассы в различных эксплуатационных ситуациях или на стати- стическом анализе тенденций; методы натурно-математического моделирования движения танков на характерных участках трассы; экспериментальные методы исследования (испытания) на реальных трассах, соответствующих той или иной модели усло- вий эксплуатации. Расчетно-теоретические методы оценки показателей подвиж- ности танков на маршах. Расчетно-теоретические методы оценки показателей подвижности танков на марше базируются на выяв- лении их аналитических зависимостёй при технических ограниче- ниях быстроходности и автономности, а также на статистическом анализе тенденций влияния эргономических факторов и ограниче- ний проходимости. Эти методы позволяют на любой стадии созда- ния танка определить расчетным путем средние скорости движе- ния т/ср и запас хода S3 х на заданных маршах, а также опреде- лить относительное изменение коэффициента проходимости Кпр при некоторых наиболее существенных изменениях конструкций танков. Расчетное определение средней скорости движения танков на маршах основывается на совме- щении показателей динамичности, плавности хода и управляе- мости танков на трассах, представленных в виде смешанных (де- терминированно-статистических) моделей условий движения тан- ков на маршах (табл. 7.1—7.3). На рис. 7.6 изображена графиче- ская зависимость скорости движения танка на марше от пути. На участках установившегося движения скорость ограничи- вается либо техническими факторами (тягово-динамическими и плавностью хода)—зависимости (7.2) —(7.4), либо эргономиче- скими-зависимость (7.15). Аналитические зависимости (7.3) и 159
(7.4) при ограинчении скоростей движения пробоем подвески можно представить в виде я = 0,225Лдк£я/(«Р1Ф, а’), v.mt/i Рис. 7.6. Изменение ско- рости движения танка на марше а при ограничении по уровню ускорении на месте водителя в виде 0?.CAQ^M (» + р(с*)фЦс*+>.^^’ где Qi — масса подрессоренной части танка, приходящаяся на один каток: Qi = (G0— GK 4)inKg. Здесь О, ч — вес ходовой части (катки с балансирами и половина веса гусе- ничного обвода; я, — число катков; Сц —линеаризованный коэффициент упру- гости подвески (модуль жесткости для линейных подвесок); X — линеаризован ный коэффициент демпфирования подвески; Ф( — коэффициент кинематической передачи воздействия неровностей дороги на первый каток, зависящий от соотно- шения базы танка L и длины проходимой неровности £и. Параметры, входящие в выражения (7.16) и (7.17) и опреде- ляющие плавность хода ряда танков, представлены в табл. 7.4. При расчетах с помощью формулы (7.2) ограничений скорости движения танка по тягово-динамическому фактору могут быть использованы следующие выражения: AN, 0 = Kr ,,о. (7.18) где (м« — мощность двигателя в точке внешней характеристики, соответ- ствующей середине рабочего диапазона частоты вращения вала двигателя. кВт; чт —КПД трансмиссии с учетом силовых потерь в ходовой части. Кг 0—коэффициент скоростных потерь мощности в гусеничном обводе при от- сутствии колебаний корпуса танка (табл 7.5); ДЛ^ — потери мощности в демпфирующих устройствах подвески при колебаниях корпуса, кВт 160
Таблица 7.4 Параметры, определяющие плавность хода танков Танк *г “ СГ Нм Р„„. Н пр робрн <?.. кг L. м х, Н'С.м 1 0,16 50-103 6000 6000 3400 4.0 0,7-103 11 0.201 23,5 10з 80 000 20 000 3000 4,0 2,5-101 111 0.252 28 Юз 67 000 25000 3150 4,10 2,2-103 М-1 0,380 190 — — 3350 4,65 2,5-103 .Леопард-2* 0,350 193 - — 3430 5,03 2.5 103 Таблица 7.5 Параметры, влияющие на скорость движения танков ''при тягово-динамических ограничениях Параметр Танки 1 II III М-1 ,ЛеопарЛ-2‘ Тип шарнира гусени- цы РМШ РМШ РМШ РМШ РМШ Тнп трансмиссии мт МТ МТ ГМТ ГМТ Масса гусениц, т 3.2 3,4 2.9 4.1 5,4 КПД трансмиссии г|т 0.88 0,88 0,91 0.91 0,85 0,80 Коэффициент скорост- ных потерь Кт 0, кВт с/м 1.8 1.8 1.9 2,00 1,85 Примечание. РМШ — резино-металлический шарнир; МТ механиче- ская трансмиссия; ГМТ — гидромеханическая трансмиссия Потери .мощности в амортизаторах можно вычислить с по- мощью следующих соотношений: -1 -1 лл'„ лс*г’2ф;<|+vc» (7.19) |-1 1-1 где 4 — интенсивность микропрофиля дороги, равная 2*а|/£н ; з-—средне- квадратичное значение скорости деформации подвески; i— номер катка вдоль борта; л* —число катков по борту. Наименьшее из значений скорости о, вычисленных по форму- лам (7.2), (7.16) и (7.17), принимается за технически возможное и используется для вычисления фактической скорости при уста- новившемся режиме движения т>ср у{Т с помощью формулы (7.15) и графика, представленного на рис. 7.5. 11 Зак. 12с 161
Следующим этапом расчета является определение максималь- но возможных скоростей движения танка при поворотах по фор- мулам (7.7) —(7.9) и скорости движения на отдельной неровнос- ти “Опр по формуле о„р = 7,2Л,ги,/(к<?,Ф;/У’), (7.20) где Нн и Дм — соответственно высота (глубина) и длина неровности. По значениям v т = г», и '% = 'ОИ с помощью формул (7.5), (7.6), (7.10), (7.11) определяется время, затрачиваемое на тор- можение (М и разгон (/р). Полученные данные используются для определения пути торможения и разгона. Метод расчета запаса хода танка (одиночного или в колонне) базируется на следующих положениях: загрузка двигателя (в установившихся режимах) определяет- ся по формуле (7.2) при известных значениях и, Go, f0; Рис. 7.7. Топливная характеристика поршневого двигателя типа В 46 при раз- личной частоте вращения вала: / - 1200 об/мин; 2 - 1400 об/мин; 3- 1600 об/мин; 4 - 1800 об мин; 5 2000 об/мин; Лг - мощ- ность двигателя; g — часовой расход топлива дв расход топлива определяется по топливной характеристике двигателя (рис. 7.7) при частоте вращения вала двигателя, соот- ветствующей фактической скорости движения; расход топлива в режимах разгона определяется по внешней характеристике. 162
Исследование подвижности танков методами натурно-матема- тического моделирования. Рассмотренные выше методы расчета скоростей движения и расходов топлива представляют собой упрошенный вариант математического моделирования движения танка в заданных эксплуатационных условиях. Методы матема- тического моделирования весьма эффективны для исследования динамических систем, находящихся под воздействием заданных, пусть случайных, внешних процессов, поэтому они успешно при- меняются для решения задач анализа и синтеза отдельных со- ставных^частей танков, если количественно определены модели условий и режимов работы. Математическое моделирование для исследования процесса движения танка наиболее эффективно при его использовании в составе натурно-математического комп- лекса, в котором динамические процессы, протекающие в узлах и системах шасси, моделируются математически, а режимы рабо- ты задаются человеком-оператором, имитирующим действия во- дителя машины. В настоящее время функционирует исследовательский моде- лирующий комплекс подвижности ИМКП-1, состав и взаимосвязь элементов которого приведены на рис. 7.8. Сигналы датчиков, установленных на рычагах управления, от рабочего места водителя через согласующие блоки поступают в математическую модель шасси, набранную на ЭВМ. Характерис- тики трассы через систему воспроизведения параметров внешней среды также поступают в математическую модель шасси. На ЭВМ происходит расчет скоростей и усилий на ведущих колесах гусеничной машины, а также параметров колебаний центра тя- жести машины и поворота около поперечной оси. Эти параметры поступают в систему управления электродинамического стенда (УЭДС), на платформе которого установлено рабочее место во- дителя. Носителем зрительной информации, согласованной с парамет- рами дорожных условий, является кинолента. Со звуковой до- рожки киноленты происходит считывание микропрофиля под пер- вым катком машины. Расчет воздействия мнкропрофиля на дру- гие катки производится с помощью специализированного много- канального блока регулируемого запаздывания (МБРЗ). Из МБРЗ параметры микропрофиля под всеми катками машины по- ступают в математическую модель системы подрессоривания. Система имитации визуальной обстановки состоит из кино- проекционного аппарата с приводом синхронизации от парамет- ра, пропорционального скорости движения машины. Преобразование и обработка информации на ЭВМ и система математического обеспечения ввода и вывода информации обес- печивают решение следующих задач: получение от системы воспроизведения параметров внешней среды сигналов, пропорциональных записанным параметрам, не- обходимое их преобразование и ввод в ЭВМ; II* 163
2 Рис. 7.8. Структурная схема исследовательского моделирующего комплекса подвижности ИМКП-1
получение на рабочем месте водителя сигналов, соответствую- щих положению рычагов управления, их преобразование и ввод в ЭВМ, решение на ЭВМ задачи движения машины по трассе; преобразование полученных на ЭВМ результатов и передача их в систему управления приводами УЭДС на контрольно-изме- рительные приборы пультов управления; выработка на ЭВМ сигналов управления кинопроекционной аппаратурой и многоканальным блоком регулируемого запазды- вания; обработка на ЭВМ результатов моделирования согласно раз- работанному математическому обеспечению. Математическая модель шасси является основной частью ис- следовательского комплекса подвижности и представляет собой некоторую динамическую аналогию характеристик и процессов, происходящих в агрегатах и узлах силовых цепей и в системе управления движением шасси исследуемого изделия. Математи- ческая модель описывает соотношение между важнейшими пара- метрами шасси и его составными частями, находящимися в со- стоянии динамического равновесия. Устанавливаемые соотноше- ния представляются в виде дифференциальных уравнений движе- ния, условий связей и структурных соотношений, которые являют- ся математической формализацией реальной механической систе- мы и происходящих в ней процессов. В состав математической модели входят: модель моторно-трансмиссионной установки с двигателем внутреннего сгорания и его системой регулирования, трансмис- сией с системой управления движением; модель гусеничной машины в целом, находящейся под дейст- вием движущих сил, сил тяжести, инерции и сопротивления; модель колебаний корпуса танка с учетом как воздействия микропрофиля, так и реактивного момента на ведущих колесах. На первом этапе разработки математической модели были приняты следующие допущения: изменение микропрофиля левой и правой колеи одинаково; переключение в коробке передач происходит при одном бук- сующем фрикционе; характеристики двигателя при пуске и остановке являются условными и определяются временем пуска и остановки двига- теля. Экспериментальные методы исследования (испытания) по- движности танков. Ходовые испытания танков на подвижность можно разделить на две основные группы: испытания при стандартных, частных режимах движения: сня- тие разгонно-тормозных характеристик, движение по стандарт- ным неровностям, повороты, подъемы и т. д.; испытания на максимальную скорость движения по реальным случайным трассам. 165
Преимущественное внимание следует уделять второй группе испытаний, как наиболее близкой к режимам движения в боевых условиях. Как показывает практика многолетних испытаний танков, реальные трассы, используемые для оценки подвижности, можно разделить на три основных типа: трассы полигонов заводов и НИИ (ЗП) —I тип; трассы учебных центров (УЦ) — П тип; трас- сы суточных маршей (СМ) — III тип. Такое разделение необходимо по следующим причинам. Ха- рактер дорожных условий на трассах разных типов существенно различен. Так, трассы ЗП состоят в основном (80 %) из участков танковых трасс, преимущественно разбитых. Это вызвано сравни- тельно небольшой (—10 км) протяженностью заводских испыта- тельных трасс и большой интенсивностью их эксплуатации. Трассы УЦ состоят из танковых трасс (30—35 %), дорог (30%) и местности (35—40 %). Трассы СМ на 75—80 % прохо- дят по сравнительно хорошим дорогам. Различный характер до- рожных условий приводит и к существенному различию в пока- зателях подвижности, в средних скоростях движения и расходах топлива. Поэтому с целью получения экспериментальных резуль- татов, пригодных для оценки подвижности в заданных условиях реальной эксплуатации, необходимо соответствующим образом строить программу испытаний, основываясь на излагаемых ниже методах. Метод испытаний танков на совокупности дорожных условий. Метод испытаний танков на реальных трассах включает в себя следующие этапы: выбор трасс, состоящих из ряда характерных участков, на ко- торых танк движется под действием различных факторов ограни- чения скорости; измерение протяженности и основных параметров дорожных условий каждого характерного участка; оснащение танков аппаратурой, позволяющей измерить пере- грузки на корпусе и развиваемую мощность двигателя; проведение испытаний с измерением регистрируемых пара- метров. Характерные участки должны удовлетворять следующим ос- новным требованиям: иметь достаточную протяженность, необходимую для получе- ния статистически достоверных стабильных результатов; число участков, вызывающих ограничение скорости движения по какому-либо из факторов, должно быть не меньше трех для обеспечения движения с малыми, средними и высокими скоростя- ми при однотипном ограничении. Для получения достоверных результатов с учетом эргономиче- ских ограничений испытания должны проводиться с участием во- дителей разной квалификации. 166
Знание скоростей движения танков на характерных участках позволяет решить следующие основные задачи: получить оценку быстроходности новой исследуемой машины в сравнении с хорошо изученным эталоном; осуществить прогнозирование скоростей движения танков на трассах реальной эксплуатации. 7.4. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ШАССИ НА ПОДВИЖНОСТЬ ТАНКОВ Оценка формирования показателей подвижности танков по ограничивающим факторам. Как показывает количественная оценка показателей подвижности танков с различными конструк- тивными решениями и параметрами шасси, влияние их на под- вижность может быть различным в зависимости от степени и протяженности зоны воздействия того или иного критерия по сравнению с протяженностью всей трассы движения танка. При разработке конструкции нового или модернизации выпус- каемого танка конструктор обычно располагает рядом решений, совместное выполнение которых либо невозможно, либо улучше- ние по одному фактору приводит к ухудшению параметров под- вижности по другому. Для выбора правильного решения исполь- зуются методы определения показателей подвижности танков по ограничивающим факторам. Примером одного из таких методов является метод оценки формирования средних скоростей движе- ния танков на маршах. Сущность метода заключается в следующем. Пусть на марше протяженностью скорость танка ограни- чивается г факторами. Если на каждом i-м факторе ограничение осуществляется на отрезке пути S, при скорости vt, то Г 2 siiVl Можно принять, что суммарное относительное снижение ско- Г рости 2 равно относительному уменьшению скорости от мак- симально заданной -ишах до ^ср, т. е. 2 Ч = Ctfm.x - (7.21) /—1 Вычислив время движения танка при i-м факторе ограничения скорости — , фактические затраты времени на движение танка по всей трассе /ср - Sjvtf и возможное время движения танка на участке при отсутствии ограничений скорости /<Bnn = = , получим to, = <»- <«" _ 12. . (7.22) ‘ 'ср Vl Vmax k ' 167
Из (7.22) видно, что значимость каждого г-го фактора-огра- ничения скорости возрастает от: .... увеличения доли пути , на котором проявляются данные ограничения; увеличения отношения разности между г»тах и к и т>|Пах; увеличения средней скорости. Значения г», могут быть получены как экспериментальным, так и расчетным путем. Рассмотрим в качестве примера оценку формирования сред- них скоростей движения танков, у которых г»П1ах =60,5 км/ч, в колонне и в одиночку на трассе длиной 330 км, типичной для со- вершения марша в Европейской части СССР. Результаты экспе- риментального исследования представлены в табл. 7.6. Под условно установившимся движением колонны танков по- нимается движение на участках без препятствий (переездов, кру- тых поворотов, населенных пунктов и т. д.), требующих сущест- венного снижения скорости. При этом возможно незначительное изменение скорости движения, обусловленное динамикой всей ко- лонны (например, в случае движения по танковым трассам с ха- рактерными неровностями). Из 189 км, пройденных по открытой дороге, условно установившееся движение было на отрезке пути, равном 133 км. На остальной части дороги происходило тормо- жение и вытягивание колонны с остановками. Использование ди- намических возможностей танка при вытягивании колонны резко падает. Наличие на трассе поворотов существенно не повлияло на значение средней скорости, так как плавные повороты танки со- вершали почти без снижения скорости, а крутые повороты встре- чались довольно редко (в среднем один на 10 км пути). Средняя скорость чистого движения г»ср и маршевая скорость рассматриваемой колонны танков соответственно равны 26,8 л 23,6 км/ч. По отношению к итах =60,5 км/ч уменьшение средних скоро- стей составило соответственно 8г>ср =55,7 % и 8^ =61 %. Зна- чение средней скорости чистого движения одиночного танка в этих же условиях составило 29,3 км/ч. Разделим факторы, ограничивающие скорость колонны, на три основные группы: технические (тягово-динамический и плавности хода); эргономические (при условно установившемся движении и при переходных процессах торможение—разгон) -, внешние по отношению к системе человек—машина—среда. Значения относительного снижения скорости движения би , колонны и одиночного танка вследствие этих факторов приведе- ны в табл. 7.7. 168
12 Зак. 12с Таблица 7.6 Режимы движения колонны танков на марше Распределе- ние по трассе Прел ятствия Установившееся движение Неустановнв- шееся движение Остановки Средняя ско- рость, км/ч Категория трассы км к общее число на 1 км ж ж 5Г г дняя ско- ть. км/ч шазон ско- тей, км/ч Ж X tr Ж о п &> X * 7 Is 1? о X пневая без валов & а Га = & а 7 88 С X i* 7 * “1 Ровные дороги: открытые 189 57,3 194 1,02 133 3,07 43,4 38-48 .56 2,39 17 1,05 34,6 29 лесные 44 13,3 47 1.8 31 0,96 32,3 25-37 13 0,74 8 0,41 26,9 20,9 с отдельными вы- 37 11.2 113 3,0 33 1,18 27,9 23-30 4 0,36 3 0,11 24,0 22,4 боинами Танковые трассы: с сухим твердым 14,5 4,4 70 5,0 13 0.62 21,0 19-23 1,5 0,16 1 0,03 18,6 17,9 грунтом разбитые 17 5,2 432 25 15 1,15 13,0 10-17 2,0 0,24 4 0,07 12,2 11.6 Населенные пункты 28,5 8,6 101 3,5 24 1,16 20,7 15-25 4,5 0,27 1 0,03 19,9 19,5 Совокупность трасс 330 100 957 2,9 249 8,14 30,6 10 48 81 4,16 28 1,70 26,8 23,6
Для сравнения в табл. 7.7 даны результаты оценки формиро- вания скорости одиночного танка в аналогичных условиях эксплуатации. При сопоставлении условий движения колонны и одиночного танка видно, что: наиболее существенным фактором ограничения средней ско- рости движения колонны является эргономический фактор (28,9 н 55,9%), влияние которого по сравнению с одиночной машиной увеличилось приблизительно в 1,7 раза; средняя скорость чистого движения колонны танков в рас- сматриваемых условиях ниже соответствующей средней скорости одиночного танка на 2,5 км/ч или в 1,1 раза; при движении в колоннах еще в большей степени ограничи- вается использование скоростных возможностей танков. Так, в случае движения колонны влияние технических факторов умень- шилось приблизительно в 1,4 раза по сравнению с движением одиночной машины. Таблица 7.7 Значения относительного снижения скорости движения bvt колонны танков и одиночного танка, % Факторы ограничения скорости движения Колонна танков Одиночный танк Технические: тягово-динамические 9,5 12,9 плавность хода 9,7 13,5 Эргономические: установившееся движение 7,6 6,0 разгон—торможение 21,3 Ю.7 Внешние (населенные пункты) 7.8 8.8 Повышение подвижности танка при совершенствовании основ- ных узлов шасси. Приведенные выше методы расчета, натурно- математического моделирования и экспериментальных исследо- ваний (испытаний) позволяют проанализировать влияние пара- метров шасси на показатели подвижности танков, а метод оценки формирования средних скоростей движения позволяет выделить основные из них по степени влияния на скорость движения. Как показали исследования, к числу основных, наиболее существенно влияющих на скорость движения параметров танка относятся удельная мощность Л/у*т1Х. динамический ход подвески Лд, тип и степень автоматизации моторно-трансмиссионной установки, определяющие то или иное значение коэффициента управляе- мости Купр. 170
На'" рис. 7.9 представлены результаты расчета, натурно-мате- матического моделирования и экспериментального определения зависимости средней скорости движения танка по сухим грунто- вым дорогам от удельной мощности (ЛГуЖ1П1х варьировалась в диапазоне 7,5—30 кВт/т), динамического хода подвески (Лд — в диапазоне 150—350 мм) и типа моторно-трансмиссионных уста- новок (МТУ) с поршневыми (ПД) и газотурбинными (ГТД) дви- Рнс. 7.9. Зависимость средней ско- рости движения есгж от удельной мощности Nyainax при различных кон струкциях шасси: поршневые двигателя с БКП; ----------ГТД с БКП. ПД с повышен ной приспособляемостью с БКП, ПД с ГМТ;----танки с ГОМП;Лд-ди намнческий ход катков гателямн, с бортовыми коробками передач (БКП), гидромехани- ческой трансмиссией, гидрообъемным механизмом поворота (ГОМП) (Ку„р —в диапазоне 1,0—1,12). Эти зависимости хороню аппроксимируются выражением V', = <723> где t’cp, 31,4 км/ч. Л7уд шах , = 13,5 кВт/т, Аж = 201 мм. Купр 1.0—пара метры танка Т-64А выпуска 1969 г. В качестве модели принята совокупность сухих грунтовых до- рог, соответствующая маршу между двумя учебными центрами протяженностью 1200 км. на которых проходили испытания тан- ков Т-55, Т-62, Т-64А и других серийных танков в 1976—1979 гг. Для этих условий при вычислении ®сгж любого танка, заданного параметрами МУЖ1ПДХ, Лд и К’упр, значения показателей степеней \v, % и \ следует выбирать в соответствии с табл. 7.8. 12* 171
Та б л и ц а 7.8 Значения , 5 н v* » зависимости от параметров шасси танков ^уд max’ кВт/т Л . мм *У 10-15 150 - 200 0,75 0,25 0,50 15-19 200 - 250 0,67 0,33 0,33 19-23 250-300 0,50 0,50 0,25 23-27 300 -350 0,33 0,67 0,20 27-30 350 -400 0,25 0,75 0,17 Значения коэффициентов управляемости Ку„р следует выби- рать в соответствии со следующими рекомендациями: для МТУ с поршневым двигателем при коэффициенте приспо- собляемости — 1,1 ис механической трансмиссией (БКП) Купр = = 1,0; для МТУ с поршневым двигателем при коэффициенте приспо- собляемости 1,2—1,3, а также для систем управления трансмис- сией с повышенным быстродействием, подтормаживанием и т. д. ЛГупр» 1,03 ч-1,04; для МТУ с поршневым двигателем при коэффициенте приспо- собляемости 1,4—1,6, а также с ГТД и механической трансмис- сией (БКП) Купр = 1,04; для МТУ с ГМТ Купр = 1,05; для МТУ с бесступенчатым механизмом поворота (ГОМП и др ) Куор =1,06. Зависимости, представленные на рис. 7.9 и получаемые по вы- ражению (7.23), учитывают все факторы ограничения скорости движения. Применение метода оценки формирования средних скоростей движения позволяет оценить эффективность различных конструктивных мероприятий, обеспечивающих повышение под- вижности танков. На рис. 7.10 приведено графическое изображе- ние влияния основных параметров шасси на скорости движения танков —максимальную т^.х и среднюю на сухих грунтовых до- рогах псгд. Из графиков, представленных на рис. 7.9 и 7.10, следует: зависимость средней скорости от удельной мощности сущест- венно нелинейна —в диапазоне удельных мощностей 10— 15 кВтАг увеличение удельной мощности на 20 % приводит к уве- личению средней скорости на 15 %, а в диапазоне 25—30 кВт/т тому же увеличению Мул (на 20%) соответствует увеличение т>ср всего на 6 %; степень влияния удельной мощности на среднюю скорость за- висит от таких свойств шасси, как управляемость, плавность хода и эргономичность; 172
с увеличением удельной мощности увеличивается влияние уп- равляемости и эргономичности на скорость движения танков; влияние плавности хода (оцениваемой через Ад) на среднюю скорость имеет двоякую тенденцию. При увеличении удельной ности возможность использования увеличивающегося динамиче- ского хода для увеличения скорости движения уменьшается. Так, в диапазоне Ад= 150ч-200 мм увеличение динамического хода на 20 % приводит к увеличению средней скорости на 10%, а в диапазоне Ад = 300 ч- 350 мм то же увеличение Лд на 20 % со- провождается повышением -цсгд всего на 4 %. Как показывают результаты эксплуатации, испытаний и на- турно-математического моделирования движения танков, в 95 % эксплуатационных ситуаций реализуется удельная мощность, не превышающая Nyil ти =23 ч- 25 кВт/т, а динамический ход Лд — = 320ч-350 мм. Высокие скорости движения в достаточном диа- пазоне условий обеспечиваются установкой на танках ГМТ с ГОМП. Поскольку повышение удельных мощностей увеличивает путе- вые расходы топлива (вследствие роста скоростных потерь мощ- ности, работы на менее экономичных режимах и других факто- ров), можно показать, что повышение удельной мощности сверх 25—28 кВт/т при объемах возимого топлива не более 2000 л не приводит к повышению маршевых скоростей движения из-за не- 173
обходимости дозаправок. Однако в случаях, вероятность которых составляет не более 5 % всего времени эксплуатации, возможна реализация более высоких удельных мощностей. Это соответст- вует случаям движения на крутых подъемах, по вязкому грунту, в бою при использовании экранирующих свойств местности и в других кратковременных ситуациях. Учитывая непродолжитель- ность этих режимов, представляется целесообразным рекомендо- вать применение в танках двигателей, допускающих кратковре- менное форсирование мощности без обеспечения продолжитель- ной их работы на максимальной мощности возможностями систем двигателя, параметры которых подбираются без учета длитель- ной работы двигателя на форсированных режимах.
Глава 8. ОСНОВЫ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ КОНСТРУКТИВНОЙ СХЕМЫ ТАНКА 8.1. СИСТЕМА ВЗАИМОСВЯЗЕЙ МЕЖДУ КОНСТРУКТИВНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ И ПОКАЗАТЕЛЯМИ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ ТАНКА Рассмотренные в главах 5—7 задачи и способы оценки основ* ных свойств танка позволяют исследовать общие закономерности формирования рациональных вариантов его конструкции в целом при различных исходных условиях. Показатели, характеризующие танк в целом, отнесем к обще- машинному уровню обобщения информационных сведений о танке. На этом уровне целесообразно выделить следующие группы информационных данных: набор признаков и отношений, характеризующих танк как единую и целенаправленную техническую систему (системообра- зующие признаки и отношения); набор выходных параметров танка (ТТХ); систему общемашинных взаимосвязей; систему общемашинных ограничений; совокупность условий эксплуатации танка и внешних связей (танк — среда). Набор системообразующих, признаков и отношений охваты- вает совокупность теоретических и методических положений, однозначно устанавливающих сущность танка как боевой маши- ны и позволяющих выделить его среди других боевых машин как бронетанковой, так и других видов техники. В наиболее общем виде эта совокупность отражается в определении танка. Приме- нительно к современным условиям и с учетом специфики основ- ного танка как ведущего типа БТТ принято следующее опреде- ление: основной танк — это многофункциональная боевая маши- на для действий на местности, органично сочетающая огневую мощь, подвижность и живучесть. Понятие органичного сочетания свойств предполагает, что их уровни и способы конструктивной реализации не произвольны, а подчинены интересам максималь- ной эффективности танка в заданном диапазоне боевых условий. 175
Набор выходных параметров танка включает основные общема- шинные характеристики (масса машины, габаритные размеры, количество членов экипажа), а также показатели основных свойств из числа рассмотренных выше. Большинство этих харак- теристик для перспективных образцов прогнозируется и затем задается в форме ТТТ, но они формируются при компоновке со- ставных частей образца и машины в целом. Система общемашинных взаимосвязей устанавливает вид и форму зависимостей между показателями основных свойств тан- ка, характеристиками его составных частей, критерием эффек- тивности танка в заданных условиях, а также общемашинными ограничениями. Система является сложной и многоуровневой, причем отдельные взаимосвязи могут быть как общими для ряда конструктивных решений танка, так и частными, справедливыми в рамках конкретного решения и принятых условий его реализа- ции. Образующие систему взаимосвязи могут быть как функцио- нального, так и стохастического вида. Система общемашинных ограничений представляет собой на- бор теоретических, эмпирических и нормативных положений, кон- кретизирующих как возможные границы отдельных характерис- тик танка, так и области рационального применения некоторых функциональных взаимосвязей между ними. Эта система учиты- вает современный уровень техники и принятые конструктивно- компоновочные решения, являясь весьма гибкой и динамичной. Совокупность условий применения танка характеризует пара- метры внешней среды, в которой танк должен функционировать как боевая машина. Совокупность внешних условий охватывает во всем заданном диапазоне дорожно-климатические условия, состав, характеристики и способы применения противодействую- щих средств, взаимодействие с однотипными образцами и с дру- гими средствами вооружения. С учетом изложенного определяется задача поиска оптималь- ного варианта танка, объединяющая определение его характе- ристик и реализующего эти характеристики конструктивно-ком- поновочного решения, которое при заданных условиях (включая ограничения по ресурсам) обеспечивало бы наибольшую эффек- тивность, оцениваемую соответствующим общепринятым крите- рием. Сформулированная в таком виде задача, безусловно, является многовариантной и требует установления и формализации взаи- мозависимостей между свойствами танка и параметрами, харак- теризующими его принципиальную конструкцию. Принципиаль- ной конструкцией следует называть предшествующее детальной разработке танка и поддающееся описанию решение, в котором основные составные части образца упорядочены в пространстве и взаимоувязаны на общемашинном уровне. При этом описание конструкции позволяет определять общемашинные характеристи- ки и проверять соблюдение заданных условий и ограничений. 176
Исследование принципиальной конструкции тайка для поиска его оптимального варианта наиболее целесообразно осуществлять на математической модели. Анализ известных компоновочных решений основных танков для оценки путей осуществления их математического моделиро- вания показывает возможность аппроксимации многих вариантов единой обобщенной схемной конструкцией, которая в свою оче- редь может быть описана одной математической моделью. Одна- ко охват и моделирование всех существующих связей между со- ставными частями танка и между танком и условиями его приме- нения не представляется возможным. Поэтому, в зависимости от назначения модели, в каждом конкретном случае должны быть определены границы моделирования и выделены наиболее суще- ственные связи, подлежащие описанию. Общей чертой математических моделей танка является нали- чие в их составе ряда однотипных элементов. Первым из них яв- ляется выражение суммарной массы танка как функции кон- структивных параметров. Общий вид этого выражения <?,=£<?<. (8.D I где Цо — суммарная масса танка; Qi — f(xlt xt.....X/,.... xm) — масса отдель- ной составной части танка; — конструктивный параметр, оказывающий влия- ние на массу составной части танка, т— число конструктивных параметров составной части; п — число составных частей танка. Для удобства разработки и решения модели составные части танка могут быть разбиты на группы, различающиеся по своей природе и характеру зависимостей между отдельными характе- ристиками. Так, для ряда моделей принято разделение составных частей на четыре группы. К первой группе относятся составные части танка, кото- рые задаются в виде конкретных конструктивных реализаций: в процессе проектирования масса этих составных частей не подле- жит изменению. К таким составным частям относятся орудийная установка, боекомплект (если не допускается его варьирование), экипаж (условно), приборы, запасной инструмент и принадлеж- ности и некоторые другие. Ко второй группе относятся составные части, масса ко- торых с некоторой степенью достоверности может рассматривать- ся как функция полной массы танка (масса ходовой части, топ- лива и др.). К третьей группе относятся составные части, масса ко- торых может быть представлена как функция мощности двигате- ля танка ;V1B: сам двигатель, системы силовой установки (кроме топливной и смазки), трансмиссия. К четвертой группе относятся составные части, масса которых может быть представлена как функция бронируемых объемов Ио: броневой корпус танка и башня. 177
Тогда уравнение массы танка может быть представлено в виде суммы масс соответствующих групп Q. = 2 Q, + 2Z. «М + 2 ?. (Л'») + 2 ч. (П), (8.2) где Qj - масса предварительно заданной /-Й составной части; fm, q„ — функ- ции, отражающие соответствующие зависимости для составных частей второй, третьей и четвертой групп. Вторым общим элементом математических моделей танка является выражение его внутреннего объема в двух формах. С одной стороны, это фактический объем танка, равный сумме бронируемых объемов корпуса и башни И6: Им4-Ц>. (8.3) С другой стороны, это потребный внутренний объем, завися- щий от объемов, занимаемых составными частями, а также эки- пажем танка: (8.4) 1-1 где Vi, — собственный объем составной части; V', — объем экипажа; Л'*/—до- ля каждой составной части танка, размещенная внутри машины; — коэффи- циент плотности компоновки каждой составной части внутри машины. Поскольку действительный объем машины должен быть доста- точным для размещения внутреннего оборудования, возникает конструктивное ограничение Vo>v,. (8.5) Третьим общим элементом математических моделей являет- ся система выражений, отражающая объективно существующие конструктивные и компоновочные закономерности, а также огра- ничения, налагаемые требованиями к танку или присущие его конструкции. Можно выделить несколько разнородных типов та- ких ограничений. Первый тип ограничений определяется требованиями к обес- печению подвижности танка. К ним относятся ограничения сле- дующих параметров: максимально допустимого среднего удельного давления на грунт (по условиям проходимости); отношения длины опорной поверхности (базы) к ширине ко- леи танка (по условиям поворота обычным способом); максимально и минимально допустимой разности между дли- ной корпуса танка и длиной его опорной поверхности; максимальной и минимальной ширины гусеницы танка; минимального клиренса танка. Второй тип ограничений зависит от принятых способов транс- портировки танка и характеристик транспортных средств. Ко вто- 178
рому типу относятся: ограничение максимальных габаритов и мас- сы танка (например, для обеспечения авиатранспортабельности). Ограничения третьего типа диктуются условиями размещения оборудования и экипажа в танке. Размещаемые составные части можно разделить на две группы. 1. Составные части, которые требуют строго определенных мест размещения К ним относятся орудийная установка, крупные неделимые составные части, сюда же условно можно отнести и экипаж. Не- обходимость выполнения индивидуальных требований к размеще- нию может существенно повлиять на возможные конструктивные решения. Например, если на проектируемом танке должен быть установлен двигатель высотой Нд, то при синтезе характеристик танка математической формой ограничения будет служить выра- жение НКХ>//Д4’С1 + С2, (8.6) где//к ж—внутренняя высота корпуса в месте расположения двигателя; Сь Са — зазоры между двигателем и крышей н днищем корпуса. 2. Составные части, для размещения которых требуется лишь достаточный общий объем, а конфигурация и габариты могут быть более или менее произвольными. К ним относятся системы топливная и смазки, часть боекомп- лекта, большая часть электрорадиооборудования и автоматики, личное оружие, ЗИП и т. д. Названное оборудование не является определяющим и может распределяться по свободным местам, оставшимся после размещения составных частей первой группы 8.2. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТЕЙ МЕЖДУ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ К ВИДУ. НЕОБХОДИМОМУ ДЛЯ ВВОДА В МАТЕМАТИЧЕСКУЮ МОДЕЛЬ Показатели, характеризующие принципиальную конструкцию танка, лишь в отдельных случаях могут быть непосредственно введены в модель. Они требуют тщательного анализа, основанно- го на глубоком проникновении в физическую природу взаимо- связей между ними. Основными результатами анализа должно быть установление функциональных зависимостей между воз- можно большим числом характеристик составных частей и наи- более существенными выходными параметрами танка в целом (для конструкции —прежде всего имеются в виду масса и внут- ренний объем образца), а также такая формализация функций, которая способствовала бы упрощению модели. Приведем несколько примеров, характеризующих принципы и методику подхода к разработке модели. Выше указывалось, что масса топлива (а также и масла) может быть представлена как функция массы танка. Поскольку существует эмпирическая зависимость между массой топлива и 179
массой топливной системы, в модель может быть введена функция Ст = *ЛоЛЛ<?о. (8-7) где Qt> Qo — массы заправленной топливной системы и танка в целом, Кт — ус- редненное значение отношения массы возимого топлива к массе танка; Kq^ — то же для массы заправленной топливной системы к массе топлива; Кл, К,— по- правки, учитывающие отклонения запаса хода и экономичности двигателя ис- следуемого (прогнозируемого) образца от средних значений (эти поправки при- нимаются с учетом задаваемых характеристик образца). Аналогично может быть выражена зависимость потребного внутреннего объема топливной системы от массы танка, необхо- димо только ввести дополнительный коэффициент, учитывающий размещение части топлива вне корпуса танка. Получаемая функ- ция может быть использована также для решения обратной за- дачи, например для определения необходимого наружного объе- ма для топлива, если ограничен заданный внутренний объем топливной системы. При определении массы составных частей танка, зависящих от мощности двигателя (силовая установка без систем топливной и смазки, а также трансмиссия), эмпирическая криволинейная функция может быть достаточно точно аппроксимирована сово- купностью линейных функций вида: + (8-8) где коэффициенты линейных уравнений для / й составной части. Ограничения также могут вводиться в модель в преобразо- ванной форме. Так, ограничение по фактору управляемости LIB удобно представить в виде функции ряда других («первичных») ограничений: £0*£/(Jo-4t), (8.9) где L—длина опорной поверхности; В — ширина колен танка; So — ширина танка; 6Г—ширина гусеницы. Это уравнение в свою очередь связано с уравнением ограниче- ния массы, приходящейся на единицу поверхности (соответствует среднему удельному давлению на грунт): qCf-QM2brL). (8.10) Задача введения в модель параметров, характеризующих раз- мещение экипажа, не может быть решена простым учетом объе- мов, нужных для расположения соответственного числа людей. Должны быть обеспечены условия, гарантирующие эффектив- ность их боевой деятельности: правильные рабочие позы членов экипажа; необходимая продолжительность пребывания их в машине при минимальной утомляемости; достаточная обзорность. 180
Модель должна также учитывать варианты возможного раз- мещения экипажа при численности от трех (потенциаль- но—от двух) до пяти человек. Для исследования всех возмож- ных способов размещения экипажа целесообразно в математиче- ской модели машины оперировать достаточно универсальной и гибкой схемой. Анализ показывает, что для охвата существую- щих схем расположения экипажа достаточно включить в модель характеристики шести рабочих постов, из которых три располо- жены в носовой части корпуса и три в башне. Взаимные связи между характером рабочей позы и конструк- тивными параметрами танка, а также закономерности, по кото- рым может осуществляться приведение рабочих поз и взаимного расположения членов экипажа в соответствие с изменениями кон- Рис. 8.1. Принципиальный вид функцио- нальной зависимости между габаритны- ми размерами, ограничивающими объем, занимаемый человеком в разных позах струкции, могут быть определены в результате анализа совокуп- ности различных посадок человека, размещенного в объеме, огра- ниченном различными габаритными размерами. Возможные позы членов экипажа могут быть описаны зависимостью между габа- ритными размерами отделений, отводимых для их посадки. Та- кая зависимость представлена на рис. 8.1. Возможно включение в модель детальных характеристик, например, влияния конкрет- ного расположения в корпусе рабочих мест (постов), связи между общими габаритами танка и позой членов экипажа и дру- гие. Необходимое количество зависимостей и их характер опре- деляются индивидуально при разработке модели для решения той или иной задачи. 181
8.3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗЕЙ МЕЖДУ ОСНОВНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ТАНКА Существование множества конструктивных реализаций танка и его составных частей при варьировании их взаимного располо- жения и наличие методики точной количественной оценки каж- дого варианта создают предпосылки для решения задачи опти- мизации конструкции танка. Задача имеет следующую общую постановку. Требуется мак- симизировать (минимизировать) функцию F(xti х2....хя) при условиях f(xt, х2....хя) 4 fl (X,, х2...хя)< ft(xlt х2.....хя); f3(xt, Х2...ХЯ)</2(Х,, Х2, . . ., X„)^f2(Xt, X,,..., хя); /„(*1. x2l.,хя)fп (х,, х2,..., хя) fя (х,, х2,..., хя) и х = (Х|, х2, ха,..., хя) С А), где F (Х|, х2,..., хя)— критерий оптимизации танка;/1( 2> Я(Х|, хг, ..., хя)—функ- ция, отражающая характерную взаимосвязь между различными конструктив- ными параметрами танка, на которую накладывается одностороннее или дву- стороннее ограничение; D — область поиска конструктивного решения При практическом построении математических моделей танка каждая конкретная задача оптимизации, при сохранении пред- ставленного общего вила и указанных выше общих составных частей, в зависимости от назначения проводимого исследования будет иметь различные границы уровней моделирования, виды критериев оценки и компоновочных ограничений, области поиска оптимального решения, степень и глубину рассмотрения взаимо- связей между параметрами различных частей конструкции и по- казателями основных свойств танка. Соответственно различными будут и индивидуальные особенности математических моделей Решение оптимизационных задач способствует правильному выбору конструктивных решений по отдельным конкретным об- разцам и обоснованию направлений развития танков как типа БТТ Оптимизационные задачи в зависимости от их целевого назна- чения удобно объединять в группы: для сравнительного анализа танков, выполненных по различ- ным компоновочным схемам; для установления конкретной зависимости между теми или иными заданными параметрами; для выявления возможности принципиальной реализации тан- ка с заданными характеристиками и др. 182
С целью иллюстрации возможностей математических моделей сущность основных групп задач может быть раскрыта на кон- кретных примерах. В них, как правило, задаются требуемые ха- рактеристики танка и затем отыскиваются параметры конструк- ции, отвечающие заданным критериям или позволяющие сравни- вать отдельные варианты. При оценке вариантов принципиальной конструкции основно- го танка оптимальным считается вариант танка, имеющий мини- мальную массу, при которой в данной компоновочной схеме и при соблюдении принятых ограничений выполняются заданные тактико-технические требования. Задача решается для трех ком- поновочных схем, различающихся размещением членов экипажа: один в корпусе, два в башне (1к + 2б); три в корпусе (Зк); три в башне (36). Рис. 8.2. Принципиальная компоновочная схема танка с экипажем, расположен ным в носовой части корпуса и в башне (/к 4- 26) Компоновочная схема /к+2б («классическая») представлена на рис. 8.2; в этом случае водитель размещается в носовой части расположенного между гусеницами броневого корпуса, а осталь- ные члены экипажа вместе с орудием и СУО — в башне, имею- щей круговое вращение. Моторно-трансмиссионное отделение (МТО) изолировано от экипажа и находится в задней части кор- пуса. В этой компоновочной схеме независимость маневра огня от подвижности машины, позволяющая получить наиболее эф- фективное сочетание двух основных свойств танка, достигается наиболее простым и надежным способом. Помимо «классической» схемы выдвигались новые компоно- вочные решения основного танка, направленные на улучшение его характеристик при ограниченной массе. На рис. 8.3 показана схема Зк с сосредоточением экипажа в передней части корпуса, что требует максимальной автоматизации управления оружием, установленным в боевом отделении, создавая ряд трудностей технического порядка. Схема Зк представляет интерес вследствие больших возможностей усиления защиты экипажа, в том числе от средств массового поражения, а также улучшением условий взаимодействия личного состава. 183
Компоновочная схема 36 (рис. 8.4) с экипажем, расположен- ным вместе с комплексом вооружения во вращающейся башне, позволяет уменьшить высоту корпуса, облегчить его броневую и противорадиационную защиту, вследствие чего появляется воз можность улучшения защиты и условий взаимодействия эки- пажа. Однако эта схема требует новых решений для обеспечения достаточной обзорности и управления движением танка водите- лем, находящимся во вращающейся башне. Рис. 8.3. Принципиальная компоновочная схема танка с экипажем, расположен- ным в носовой части корпуса машины (Зк) Несмотря на возможность и других схем, целесообразно огра- ничить сравнительный анализ указанными тремя, поскольку, во- первых, они позволяют задавать характеристики и вводить огра- Рис. 8.4. Принципиальная компоновочная схема танка с экипажем, расположен- ным в боевом отделении танка (J6) ничения примерно одного порядка •, а во-вторых, в методическом отношении трех схем вполне достаточно для уяснения подхода к задаче и анализу ее результатов *В противоположность другим схемам, например схеме с вынесенным ору- дием, которая дает резко отличающиеся характеристики живучести, или сочле- ненной схеме, которая существенно изменяет ограничения подвижности и т. д. 184
Для каждой из компоновочных схем исследовано три вариан- та исходных данных, различающихся главным образом парамет- рами защиты танка. В I варианте броня в зоне верхнего лобового листа корпуса и в зоне лба башни под курсовым углом 30° защи- щает от кумулятивного снаряда с бронепробиваемостью 600 мм стали; толщина бортов корпуса в отделениях обитаемых и мо- торно-трансмиссионном принята соответственно 110 и 70 мм. Во II и III вариантах противоснарядная стойкость верхних лобовых листов корпуса и лба башни уменьшена соответст- венно до 550 и 450 мм, а толщина бортов корпуса в отделениях управления и боевом уменьшена до 100 и 80 мм. Некоторые раз- личия в толщине листов крыши корпуса и башни введены в за- висимости от компоновочной схемы танка. Кроме того, по этой же причине несколько различаются вводимые в модель значения масс и объемов комплекса вооружения, приборов и внутреннего оборудования, в которое условно включен противорадиационный подбой, хотя основные характеристики этих составных частей во всех трех компоновочных схемах танка одинаковы. Суммарная масса их составляет около 10,7 т, суммарный объем 7,05—7,35 м3. Для всех вариантов танка приняты дизельный двигатель и гидро- механическая трансмиссия. Сохранялась удельная мощность, равная 18,4 кВт/т. Зависимости массы и объема составных частей моторной уста- новки и трансмиссии (без систем топливной и смазки) от мощ- ности двигателя аппроксимированы следующими выражениями: Qmto = °.736 + 0.002772Л;., Умто 0,635 + 0,002235.V„. Залас хода по шоссе $3 х = 500 ->600 км. Во всех вариантах принята ходовая часть с гусеничным дви- жителем, поддерживающими катками и торсионной подвеской. Ряд параметров, вводимых в модель, варьировался или зада- вался по условиям функционирования. Так, минимальная высота корпуса соответствует полулежачему расположению водителя, а максимальная—обычному, сидячему, при достаточной свободе размещения. Минимальная ширина корпуса и радиус башни определяются применительно к размещению во вращающейся башне конкретного орудия и экипажа. Минимальная длина МТО задается по опыту разработок. Верхние границы этих параметров выбираются такими, чтобы обеспечить достаточную зону варьи- рования в разумных пределах. Углы наклона лобовых листов корпуса и верхней части башни берутся в границах их реальных значений у современных основных танков. Некоторые параметры задаются в виде ограничений. 1,5 L/B 1,8; ^ср 80,35 кПа; Во = 3,39 м. 185
Кроме того, должно соблюдаться обязательное условие Vo>Ko, где Ио — фактический внутренний объем танка; V’o —необходимый объем для размещения внутри танка оборудования и экипажа. Для увеличения числа исследуемых вариантов были также допущены отклонения от принятых пределов ширины танка, ши- рины, высоты и длины корпуса. В результате исследований был получен ряд оптимальных ва- риантов, параметры которых приведены в табл. 8.1. Из таблицы следует, что наибольшее влияние на массу танка при прочих равных условиях оказывает бронирование; с его уси- лением не только увеличивается масса, но и ухудшаются другие характеристики (увеличивается L/B и высота корпуса). Однако ослабление ограничений позволяет заметно выиграть в массе, что указывает на целесообразность анализа таких отступлений в слу- чаях, когда на массу накладывается жесткое ограничение. Влияние компоновочной схемы на массу сравнительно неве- лико, особенно для III группы заданных ТТТ, но все же схемы Зк и 36 имеют некоторое преимущество перед традиционной 1к-\-2б. Всем оптимальным по массе (и близким к ним) вариантам танка соответствуют минимумы значений радиуса и высоты баш- ни, а угол наклона ее верхней лобовой части принимает макси- мальное значение. Иначе говоря, башня получала минимальную массу и объем. Это объясняется тем, что единица бронируемого объема в башне «весит» значительно больше, чем в корпусе, (так как требует большей защиты). Таким образом, при определении вариантов принципиальной конструкции танков, оптимизируемых по массе, необходимость в варьировании параметров башни в большинстве случаев отпадает. Все оптимальные по массе варианты танка имеют минималь- ную высоту корпуса, при которой еще обеспечиваются заданные условия и ограничения. В целом задача поиска оптимального по массе варианта прин- ципиальной конструкции танка при строго заданных характерис- тиках и ограничениях в основном сводится к определению опти- мального по конфигурации и массе бронирования, обеспечиваю- щего функционирование танка в целом, его экипажа и составных частей. Определенный интерес представляет зависимость общей мас- сы танка от распределения постоянного внутреннего объема (при- нятого равным 11 м3) между корпусом и башней. Анализ пока- зывает, что, уменьшая объем башни (ее радиус или высоту), можно добиться при естественном снижении массы башни и всей брони также и уменьшения общей массы танка. 186
Таблица 8.1 Параметры оптимальных по массе вариантов принципиальной конструкции танка Параметр Вариант компоновочной схемы 1к 4- 26 Зк 36 I II 11! 1* 1 1! in I* 1 II III !• Масса танка Qo> т 51,458 49,175 44,553 48,169 50,454 47,664 43,418 46,461 49,675 47,582 43,341 47,198 Масса брони <?бр» т 25.740 24,092 20,752 23.364 24,975 22,959 19,893 22,091 24,513 23,000 19,937 22,723 Внутренний объем Vo м3 12,678 12,351 11,973 12,251 12,176 11,940 11,589 11,827 12,127 11,936 11,547 11,887 Отношение длины опор- ной поверхности к ширине колеи L/B 1,797 1,787 1,676 1,759 1,798 1,781 1,687 1,793 1,777 1 784 1,681 1,765 Ширина танка Во , м 3,384 3,368 3,384 3,664 3,388 3,391 3,380 3,542 3,384 3,388 3,381 3,585 Ширина корпуса Вк , м 2,010 2,050 2,130 2,500 2,050 2,130 2,170 2,540 2,050 2,130 2,170 2,420 Высота корпуса м 1,035 0,955 0,935 0,715 1,035 0,935 0,915 0,695 0,895 0,835 0,835 0,695 Длина корпуса LK , м 6,954 6.919 6,695 7,496 6,967 6,995 6,755 7,620 6,905 7,001 6,740 7,318 Угол наклона верхнего лобового листа а,... 0 60 65 70 75 65 70 70 75 60 70 75 75 Угол наклона нижнего лобового листа Э» ° 61,5 56,5 61,5 56,5 66,5 56,5 56,5 56,5 66,5 66,5 56,5 61,5 Радиус башни Rq , м 0,990 0,990 0,990 0,990 0,870 0,870 0.870 0,870 1,140 1,140 1,090 1,090 Угол наклона лобовой ча- сти башни аб, ... ° 75,5 75,5 75,5 75,5 75,5 75,5 75,5 75,5 75,5 75,5 75,5 75,5 * То же, что I, но при ослаблении принятых ограничений.
На рис. 8.5 представлена зависимость оптимальной массы танка Qo от его ширины для двух вариантов ТТТ (I и III). Мини- мальная масса достигается при существенном превышении же- лезнодорожного габарита (на 100—160 мм). Приведенная на рис. 8.6 зависимость массы танка от фактора управляемости L/B для тех же вариантов дает минимум массы при недопустимо вы- соком значении этого фактора. Рис. 8.5. Зависимость оптимальной массы танка Qo от ширины машины 30: /—для 1 варианта ТТТ; 2 — для III варианта ТТТ На рис. 8.7 представлена зависимость массы танка от сред- него удельного давления q, изменяющегося в пределах от 75 до 100 кПа для I и III вариантов ТТТ. Рис. 8.6. Зависимость оптимальной массы танка Qo от ограничения по фактору управляемости L/B: / — для I варианта ТТТ; 2 — для II1 ва- рианта ТТТ Рис. 8.7. Зависимость оптимальной массы танка Qo от среднего удель- ного давления на грунт q: / — для I варианта ТТТ; 2—для III ва- рианта ТТТ 188
Таблица 8.2 Необходимые изменения внутреннего объема и массы составных частей для обеспечения общей массы танка 38 т Изменение параметра Вариант компоновочной схемы 1к+2б Зк 36 1 II ill 1 1! ill 1 11 111 Для объема 10 м3 Уменьшение массы оборудова - ния танка AQ: т 7,347 6,177 3,018 6,619 5,681 2,718 7,468 6.243 3,194 % 30,58 26,04 13,22 27,74 24,07 11,93 31,12 26,39 14,18 Уменьшение объема заброниро- ванного оборудования ДУ: м3 1,473 1,468 1,169 1,123 1,031 1,181 1,158 1,155 0,968 % 12,98 12,93 12,94 10,14 9,31 10,67 10,46 9,88 8,93 Для объема 11 м3 Уменьшение массы оборудова - ния танкаАр: т 8,923 7,748 4,521 7,873 6,670 3,938 8,692 7,534 4,396 % 36,48 32,10 19,45 32,52 27,93 17,03 35,97 31,37 18,99 Уменьшение объема заброни- рованного оборудования ДУ: м3 0,357 0,459 0,459 0,191 0,159 0,159 0,188 0,198 0,158 % 3,140 4,040 4,040 1,725 1,440 1,418 1,698 1,780 1,430
8.4. ПРОВЕРКА РЕАЛИЗУЕМОСТИ В ТАНКЕ ЗАДАННЫХ ТТТ Понятие проверки реализуемости включает в себя определе- ние принципиальной возможности выполнения заданных ТТТ к танку в принятой компоновочно-конструктивной схеме (или ва- риантах схем) при соблюдении обоснованных ограничений. Тре- бования могут быть противоречивыми (несовместимыми) или тре- бовать специфических решений при конструировании образца, поэтому результаты проверки должны содержать рекомендации по необходимой корректировке характеристик. Проверка реализуемости может быть осуществлена в процес- се конструкторской разработки танка с заданными характери- стиками, однако значительно менее трудоемким способом являет- ся использование математических моделей принципиальной кон- струкции. Это возможно, в частности, путем решения сначала «прямой», потом «обратной» задач (например, определением оп- тимальной массы танка по заданным характеристикам его обору- дования, а затем, если эта масса превысит заданную, поиском рекомендаций для изменения характеристик оборудования). Для примера была проведена проверка реализуемости трех вариантов ТТТ к основному танку указанных выше трех компо- новочных схем при удельной мощности 18,5 кВт/т, но с ограниче- нием общей массы танка 38 т и внутреннего объема соответствен- но 10 и 11 м3. Результаты проверки были обобщены в виде рекомендуемых изменений (уменьшений) массы и объема оборудования в абсо- лютных и относительных единицах (табл. 8.2). Эти изменения значительны, например по массе они достигают в отдельных ва- риантах 30—35 %. Подобное уменьшение массы оборудования (при традиционном обеспечении свойств танка) невозможно без значительного ухудшения характеристик. В принципе требуемое уменьшение массы может быть распределено между составными частями танка, а затем подобраны узлы и агрегаты с соответст- вующими характеристиками. Использование математических моделей для решения много- численных задач, включая задачи реализуемости, а также анализ развития конструкций современных и перспективных основных танков показывают, что необходимый уровень их характеристик при соблюдении ограничений, диктуемых условиями применения танков, реализуется в машинах массой до 50 т.
Глава 9 КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ТАНКОВ 9.1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ТАНКОВ Комплексная оценка танков — это сравнительная оценка ис- следуемых вариантов на основе анализа соотношения затраты— эффективность. Принципиально возможны два подхода к постановке задачи комплексной оценки: I. Лучшим является вариант, при котором достигается макси- мальный эффект при одних и тех же заданных ресурсах (за- тратах). 2. Лучшим является вариант, при котором требуются мини- мальные ресурсы (затраты) для достижения одного и того же эффекта. Решение вопроса, какому из двух подходов отдать предпочте- ние, облегчается тем, что указанные постановки задачи эквива- лентны и приводят к аналогичным результатам. Другими слова- ми, если какой-то из оцениваемых вариантов оказался лучшим при одном из подходов, он неизбежно будет лучшим и при другом. При оценке танков на этапах проектирования наиболее удо- бен второй подход, который конструктору более понятен, так как ему задаются основные показатели, определяющие эффектив- ность танка (в виде ТТТ), и его задачей является обеспечить по- лучение этих показателей с минимальными затратами средств. Поскольку для танков критерий эффекта является многопарамет- рическим (в него входят время и дальность продвижения, соб- ственные потери, ущерб, нанесенный противнику и т. п.), то для него трудно использовать понятия лучше—хуже и больше- меньше. Поэтому проще этот критерий задать (наложить условия на входящие в него параметры), а оценку проводить по затратам на его достижение. Независимо от подхода к выбору критерия комплексной оцен- ки танка необходимо уметь решать задачу оценки эффективнос- ти при ведении танками боевых действий. Великая Отечествен- ная война дала четкий ответ на вопрос об эффективности танков, принимавших в ней участие. На основе ее опыта была дана 191
оценка относительной важности отдельных боевых свойств танков и выработаны пути их дальнейшего совершенствования. Этот опыт в послевоенное время дополнялся опытом локальных конф ликтов, различных учений и маневров войск, по результатам ана- лиза которых делались и делаются неоднократные, более или менее успешные попытки создать методику комплексной оценки танка на основе так называемого квалиметрического метода — объединения разобщенных показателей свойств танка с помощью назначаемых экспертным путем коэффициентов важности. Такой меуод имеет право на существование, но применение его ограничивается рядом обстоятельств. Во-первых, опыт Великой Отечественной войны во многих, особенно технических, деталях в настоящее время уже недостато- чен вследствие появления принципиально новых видов оружия, новых тактических приемов, резкого изменения всех характерис- тик традиционных видов оружия, появления у них новых свойстн и т. д. Во-вторых, локальные конфликты, ввиду их известной специ- фики и ограниченности, не могут дать обобщенной оценки эффек- тивности большинства видов оружия. В-третьих, различного рода учения и маневры войск в боль- шой степени условны, проходят по заранее разработанным сцена- риям и скорее отражают обученность личного состава, вопросы организации, связи и управления войсками, чем совокупность боевых свойств танков (за исключением таких элементов эффек- тивности, как точность стрельбы, скорострельность и подвиж- ность). В связи с этим появилась необходимость использования мате- матических методов, с помощью которых отдельные факты, све- дения и экспериментальные данные могут быть обобщены и рас- смотрены во взаимосвязи. Эти методы особенно ценны при ана- лизе сложных, многофакторных процессов (к ним относятся и боевые действия танков) и при необходимости решения много- вариантных задач. Именно поэтому в настоящее время широкое распространение получили математические модели, позволяющие с помощью ЭВМ имитировать реальные процессы боевых дейст- вий с целью прогнозирования их возможных результатов. Только после проведения широких исследований на моделях можно, ис- пользуя обогащенный опыт, вернуться к построению простых ло- гических критериев оценки. Использование моделей значительно расширяет возможности анализа, снижает вероятность субъективных ошибок при проек- тировании и позволяет подойти к решению формализованной за- дачи выбора оптимальных конструктивных схем в рамках разра- батываемой в настоящее время системы автоматизированного проектирования (САПР). 192
Фактически оценка танков с помощью моделей боевых дейст- вий— это приближенная оценка действий танка в бою. Кроме необходимости отражения реальности к моделям предъ- является еще ряд требований: проявление всех важнейших факторов и чувствительность кри- терия к ним; отражение случайного характера процесса; приспособленность к исследовательским задачам, для чего необходимы не слишком высокая трудоемкость, наглядность ре- зультатов, удобство варьирования параметрами, возможность поиска оптимальных решений и др. Отдавая должное математическим методам анализа, следует помнить, что эти методы ограничены как с точки зрения совер- шенства имеющегося математического аппарата, так и в связи с тем, что они опираются на опыт и знания создателей моделей. Реальная эксплуатация образцов, с одной стороны, увеличивает достоверность оценки, а с другой, обогащая опыт специалистов, способствует совершенствованию математических моделей. Проявление основных свойств танка в методике комплексной оценки. Основные боевые свойства танка — огневая мощь, живу- честь и подвижность — проявляются при решении танком возло- женных на него боевых задач на тактическом фоне. Поэтому при построении методики оценки танка различают два этапа: выбор типичного тактического фола и его адекватное опи- сание; построение модели действия танков на выбранном тактиче- ском фоне. Выбор тактического фона является основополагающим этапом. Тактический фон должен быть типичным, то есть в него долж- ны входить основные ситуации, для действия в которых пред- назначен танк. С другой стороны, фон должен быть достаточно компактным, включая в себя ограниченное количество ситуаций. Иначе будет нереальным как создание, так и использование мо- дели. Наконец, на выбранном тактическом фоне должны прояв- ляться в своей совокупности и взаимовлиянии все основные бое- вые и эксплуатационные свойства танка. Таким образом, возникает задача определения необходимого и достаточного набора ситуаций, в которых может оказаться танк и которые должны составить тактический фон. Широкое освещение вопросов использования танков в насту- пательных операциях во время Великой Отечественной войны дано в капитальном труде А. И. Радзиевского [9]. В этой работе рассмотрены основные приемы использования танков и тактиче- ские ситуации, типичные для танковых армий. Простейшей боевой ситуацией является дуэльный бой танков. Здесь наиболее выпукло проявляются способность танкового 13 Зак. 12с 193
вооружения поражать сильнобронированные цели и броневая за- щита танков (в основном лобовая ее часть). Однако, несмотря на важность этих свойств, учитывать только их недостаточно для комплексной оценки. Групповой бой с танками противника (встречный бой, отра- жение контратаки танков) является обобщением дуэльного боя. Здесь уже в большей степени проявляется присущий танкам ха- рактер ведения боевых действий в составе подразделений. Однако существенного расширения числа учитываемых факторов при этом не происходит. Практически все свойства вооружения и броневой защиты танков проявляются при прорыве обороны, то есть в борьбе с разнородными противотанковыми средствами противника. Здесь же проявляются подвижность танков на поле боя, их поисковые возможности, живучесть и т. д. Подвижность танков наиболее ярко выявляется на маршах, в основном на большие расстояния (выдвижение). Особенно влияют такие свойства, как проходимость, динамичность, авто- номность (см. гл. 7). Кроме того, подвижность танков можно оценить и в ситуации «преследование отходящего противника:». Защита от оружия массового поражения и воздушных средств нападения может быть оценена при выдвижении и преследо- вании. Таким образом, основными ситуациями, в которых проявляют- ся практически все основные боевые свойства, являются: выдвижение; прорыв обороны; преследование отходящего противника; встречный бой; отражение контратаки танков: В этих же ситуациях проявляются свойства надежности: без- отказность, сохраняемость, долговечность, ремонтопригодность. Для более полного учета этих свойств требуется, чтобы действия танков в моделях носили достаточно длительный характер. На- пример, для выявления ремонтопригодности необходима такая длительность процесса, чтобы танки, вышедшие из строя в нача- ле боевых действий, успели вернуться в строй (раньше или позже в зависимости от их ремонтопригодности) и смогли ока- зать влияние на окончательный результат боевых действий. Влияние этого свойства хорошо показано в книге А. И. Рад- зиевского на опыте Великой Отечественной войны. В этой книге говорится, что восстановление повреждений бронетанковой техни- ки в ходе сражений и быстрый возврат ее в строй являлись наи- более существенным источником восполнения потерь в тайках. В течение операции (продолжительностью от 8 до 29 сут) каж- дый танк выходил из строя два—три раза и столько же раз сно- ва возвращался в боевые порядки частей и соединений. 194
На основе описанных принципов военными специалистами разработан тактический фон, представляющий собой определен- ную последовательность перечисленных выше ситуаций (так на- зываемая боевая трасса). При этом общая длительность процесса (т. е. общее число повторяющихся ситуаций) выбрана из усло- вия достаточно полного проявления такого важного свойства танка, как его ремонтопригодность (восстанавливаемость). В описании тактического фона приводятся: состав, количество и схемы построения сил противника; тактические приемы действий борющихся сторон; условия, характеризующие успешность решения боевой зада- чи (или, наоборот, требующие отказа от продолжения боя); внешние условия (климатические, топографические и т. д.). При оценке танков по затратам на достижение одного и того же боевого эффекта боевая эффективность оценивается числом танков (нарядом средств), минимально необходимых для реше- ния заданной совокупности боевых задач, определенных набором типовых ситуаций. Структура затрат на ведение боевых действий. Термин затраты является комплексным понятием, включающим в себя затраты как на создание, так и на эксплуатацию танка. Принципиально все затраты на получение заданного боевого результата (полезного эффекта) могут быть разделены на две группы. I. Затраты на разработку, организацию производства и про- изводство танков, а также на их эксплуатацию в мирное время. Эти затраты с помощью соответствующих удельных показателей могут быть приведены к затратам на один танк. Затраты на разработку, организацию производства и произ- водство танков в зависимости от стадии создания рассчитывают- ся (прогнозируются) с помощью методов статистики, по имею- щимся аналогам, с помощью анализа проектной документации или методом прямого калькуляционного расчета. Затраты на эксплуатацию в мирное время обычно оценива- лись с помощью сбора статистики, однако в последнее время по- явился ряд моделей, отражающих функционирование танков в войсках в мирное время и все этапы их эксплуатации. 2. Затраты на обеспечение боевых действий, которые заранее рассчитаны быть не могут и определяются в процессе моделиро- вания. К этим затратам, в первую очередь, относятся расход бое- комплекта и затраты на восстановление после боевых повреж- дений. Общие затраты, необходимые для достижения заданного бое- вого результата, используются для оценки военно-экономической (тактико-технико-экономической) эффективности танков. 13* 195
9.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТАКТИКО-ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ Модели боевых действий. Любая модель процесса функцио- нирования танков строится по следующей схеме: 1) определяются все возможные состояния, в которых может оказаться танк (исправен, неисправен, ведет поиск цели, стре- ляет, совершает маневр и т. д.); 2) определяются условия перехода танка из одного (любого) состояния в другое; 3) исходя из начального состояния танков, с помощью задан- ных условий перехода в другие состояния последовательно (по времени) определяется изменение количества танков, находя- щихся в каждом из состояний; 4) в момент окончания процесса (условия окончания процесса всегда заданы — время, достижение рубежа, нанесение опреде- ленного ущерба противнику и др.) количество танков в каждом из состояний позволяет оценить результаты процесса. Предположим, надо построить модель, с помощью которой можно оценить влияние безотказности и ремонтопригодности тан- ков на совершение марша (модель отказ—восстановление). Примем следующие исходные условия: Танковый полк (—100 танков) совершает марш на 1500 км. Переход в сутки составляет 300 км, т. е. весь марш совершается за 5 суток (без учета остановок на техобслуживание и др.). В среднем за 1000 км пробега каждая машина имеет 1 отказ. Машины, вышедшие из строя в течение текущего суточного перехода, догоняют свои подразделения после устранения отка- зов к концу следующего суточного перехода. Надо определить количество танков, находящихся в своих подразделениях в исправном состоянии к концу марша. Возможных состояний танков два: находящиеся в составе под- разделения X и не находящиеся в нем Хрем • Схема модели показана на рис. 9.1. - Рис. 9.1. Схема упрощенной модели отказ — восстановлен ие В начальный момент времени очевидно Хиспр =100; Хрем =0. Проследим, как изменяется количество танков в каждом из этих двух состояний ко времени окончания каждого суточного перехода. 1-е сутки. Если за пробег 1 км на 1 танк приходится 0,001 от- каза, то за 300 км на 100 танков будет 30 отказов. Тогда ^,.= 100-30 = 70; Х^ =30. 196
2-е сутки. За пробег следующих 300 км на 70 танков будет 21 отказ, но к концу 2-х суток из ремонта вернутся танки, вышед- шие из строя в предыдущие сутки. Тогда 70 — 21 + 30 = 79; *рем = 30 - 30 + 2! = 21. 3-и сутки. *„„,. = 79 -24 + 21 = 76; Х^ 24. 4-е сутки. ^,.-76-23+ 24 = 77; Л^-23. 5-е сутки. 77 - 23 + 23 - 77; Х^ -23. Итак, марш при заданных условиях совершили 77 % танков. Если в условиях той же модели повысить безотказность (сни- зить параметр потока отказов) в 2 раза или повысить в 2 раза ремонтопригодность (повысить параметр потока восстановления), то марш совершат уже 87 % танков. Если одновременно повысить и безотказность и ремонтопригодность в 2 раза, то этот процент возрастет до 93. Используемые на практике модели, учитывающие факторы безотказности и ремонтопригодности, значительно сложнее, чем приведенная схема. В них учитываются виды отказов и ремонтов, имеющиеся в армии различные ремонтные средства, их возмож- ности и другие факторы. Схема такой модели восстановления приведена па рис. 9.2. Выдвижение. Схема состояний танков и взаимных переходов на этапе выдвижения приведена на рис. 9.3. Интенсивность перехода танков из одного состояния в другое зависит не только от ТТХ, но и от внешних условий совершения марша, уставных требований и правил организации выдвижения, действий средств разведки и нападения противника. Бой. Простейшим видом боя танков является дуэльный, пред- ставляющий собой обмен ударами (выстрелами) в случайные (но подчиненные определенным законам) моменты времени. Мо- дель дуэльного боя состоит в построении последовательности этих моментов и подсчете вероятности поражения каждого танка после соответствующего выстрела. Вероятность поражения танка противника к заданному моменту времени является вероятностью победы и принимается за критерий оценки. В простейшем случае, если принять, что танки обнаруживают друг друга одновременно и бой идет на постоянной дальности 197
Рис. 9.2. Схема модели восстановления танков
Рис. 9.3. Схема состояний танков и взаимных переходов на этапе выдвижения 199
(вероятности поражения не меняются от выстрела к выстрелу), то вероятность победы к моменту времени Т определяется по формуле е ‘‘''"'W'+ri; при Т - Ou U7,io6 Х/(Х -4- u), где X - так называемая интенсивность потока поражающих выстрелов вели чина, обратная среднему времени на поражение танка противника (см. гл. 5); р — аналогичная величина для танка противника Формула показывает, что для победы в дуэльном бою должно быть обеспечено меньшее, чем у противника, время на поражение цели (или большее значение интенсивности потока поражающих выстрелов). В групповом бою участвуют две противоборствующие груп- пы: атакующие танки и средства противотанковой обороны. Укрупненная схема состояний средств в групповом бою приве- дена на рис. 9.4. Каждая из групп оказывает воздействие на Рис. 9.4. Укрупненная схема состояний средств противотанковой обороны (ПТС) в групповом бою условия перехода из состояния в состояние другой группы. Слож- ность приведенной схемы выявляется при раскрытии отдельных се составляющих. На рис. 9.5 приведена схема состоянии танков в бою. Общая схема методики оценки боевой эффективности тан- ков приведена на рис. 9.6. Описанные схемы реализуются на практике с помощью раз- личных математических методов. Если в модели прослеживается изменение среднего количества танков в каждом состоянии, а переход из состояния в состояние определяется средним числом танков, переходящих в другое состояние в единицу времени, то 200
это —метод динамики средних. Если условия перехода из состоя- ния в состояние задаются в виде вероятностных показателей, ис- пользуются вероятностные аналитические модели. Моделирова- ние состояния каждого отдельного танка в течение рассматривае- мого процесса и на этой основе расчет средних показателей для группы танков приводят к построению стохастической модели (метод Монте-Карло). Каждый из упомянутых методов имеет свои преимущества и недостатки, и использование их определяет- ся целями и задачами исследования. Рис. 9.5. Схема состояний танков в бою Методы расчета затрат. Затраты в сфере производства. За- траты в сфере производства складываются из затрат на разра- ботку, организацию серийного производства и производство. Для удобства все эти затраты принято объединять в единый удельный показатель — приведенную стоимость танка. Н Зак. 12с 0^1
I Расчет параметров | движения " | F~f ----------------------------;---;----1___________, J блон проверни аоловых Расчет релцльта- I 1блол распределения I | точен уваров_______[ 1 ню в увара [ ~ | ремонтов [ бет увара I Расчет параметров надежности ।------- л , J ----- ZTZZ \неи, 'итения 5 блон продерни долевых 1лел распределениях ремонтов [Расчет подготовленно та рубежей обороны Подход реоервод то - полнен ие си пламена ______”£'£2&'!'!!IUU- \Нет f~~ Да расчет новых условии | боевых действий | U2j л М'9'™ L |—форсирования Г 5 ~ Ведение встречно^ боя Т^Г I Встречное о боя | м одень 1__ отражения нонтр- отанд ЧНСт юны ________L_______Z Расчет параметров надежности жодель 71 бол с ласа дои | 5 Рис. 9.6. Общая схема методики оценки боевой эффективности танков 202
Затраты на разработку включают в себя затраты на опытно- конструкторские работы, изготовление и испытания опытных об- разцов. В общем виде эти затраты можно выразить следующим образом; 4 4 m Ср„ = С, 2 Ktn, + 2 «< + С„р + 2 С/. /—I /—1 /—i где С| — стоимость образца на первом году серийного производства; Ki — ко- эффициент превышения стоимости опытных образцов для четырех видов испыта- ний (конструкторско-доводочных, отраслевых, полигонных и войсковых) в срав- нении со стоимостью 1-го года производства; /ц—количество опытных образцов для каждого вида испытаний; «< —стоимость испытаний каждого вида; Су—стоимость разработки /-го комплектующего изделия; Спр — стоимость опытно-конструкторских работ без учета затрат на разработку комплектующих изделий. ^пр = ^окр Я(1 + /0КР )* где FOKP—трудоемкость опытно-конструкторских работ, чел.-мес.; R — средняя стоимость 1 чел. мес ;/окр—коэффициент суммарных накладных расходов (кон- структорских и общезаводских). Удельные затраты на разработку K'-cJjjm,, где /я» —годовой объем производства в i-м году; Гк— срок морального износа Тк — 1/£н; 0,15 — нормативный коэффициент. Удельные капиталовложения на организацию серийного про- изводства танков в общем виде составляют: К"-= 10-вФ£н/Л, где Ф — общая сумма капиталовложения; Л — проектный объем выпуска танков. Структурную формулу стоимости танков в t-м году серийного производства можно представить в виде С,= ^, + «2Сл]('+Ла). где S/—себестоимость изготовления составных частей и сборки танка в «м го ду; а —показатель уровня транспортно-заготовительных расходов; С;/ —стои- мость /-го комплектующего изделия в i-м году производства; Кп — показатель рентабельности производства на выпускающем заводе. В свою очередь себестоимость танка может быть представле- на следующим образом: ^ = ^(1+/) + ^, где Fi— трудоемкость изготовления составных частей и сборки на выпускаю- щем заводе; г—стоимость нормочаса; / — коэффициент накладных расходов; Си — материальные затраты. 14* 203
Для определения всех приведенных в общем виде элементов затрат в сфере производства разработаны специальные методики с помощью сбора и соответствующей обработки статистических материалов. Эти методики, включая методики для комплектую- щих изделий, изложены в работах И. Ю. Турецкого, А. Г. Петро- вой, В. С. Подольского и др. Так, трудоемкость изготовления узлов и сборки танка выра- жается следующим образом: F 2,593(56! Л\в + 357? 132674 ) 1~ Лпо +0.363 (я' + 8) + °’’°3 где - мощность двигателя. кВт, Qo — масса танка, т; t'max — максимальная скорость движения, км/ч, Лп 0—проектный объем выпуска, шт; л*—количество машин, изготовленных к t-му году от начала серийного производства. Затраты в сфере эксплуатации (в мирное время) включают в себя: капитальные затраты на подготовку эксплуатации новых ма- шин и затраты, связанные с обновлением, возможным расшире- нием и содержанием средств их обеспечения; затраты на подготовку экипажей; затраты на расход топлива, боеприпасов, техническое обслу- живание и ремонт машин и др.; затраты на содержание части машин на длительном хранении; затраты на содержание личного состава. Методы прогнозирования эксплуатационных затрат разраба- тываются военными специалистами. 9.3. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ТАНКОВ Использование моделей боевых действий при анализе боевых свойств. При моделировании выявляется связь основных боевых свойств (ТТХ) танков с динамикой боевых действий. Пусть, например, оценивается танк, значительно повысивший по сравнению с базовым свои возможности борьбы с одним из типов ПТС. В этом случае частость появления ПТС этого типа с уменьшением дистанции боя будет уменьшаться более резко; кроме того, уменьшится его опасность для танков по сравнению с другими типами ПТС и, как следствие, должен измениться и коэффициент важности этого средства, т. е. соотношение важ- ностей различных ПТС изменится. При этом выявить степень такого изменения логическим путем очень трудно: требуется ис- пользование моделей боя. Второй пример — оценивается танк с резким повышением за- щищенности лобовых проекций. В этом случае, поскольку изме- нится дальность эффективного огня ПТС, изменится распределе- ние дистанций и курсовых углов обстрела этого танка. Степень этого изменения можно определить при исследованиях на моде- лях боя. 204
Таким образом, использование моделей боя, входящих в со- став комплексной методики оценки, может существенно допол- нить исследования отдельных боевых свойств танка, особенно если речь идет о применении кардинально новых решений или о появлении новых свойств. Оценка боевой эффективности танков. В настоящее время разработан ряд методик оценки боевой эффективности танков, основанных на методах моделирования боевых действий. С их помощью проведена оценка различных отечественных и зарубеж- ных образцов. На рис. 9.7 показан рост боевой эффективности танков в 70—80-х годах и их основных свойств. Анализ этих результатов, а также проведение специальных теоретических и расчетных исследований показывают, что в пер- Рис. 9.7. Рост боевой эффективности и основных свойств танков в 70—80-х годах: /—боевая эффективность; 3 — огневая мощь; 3 — живучесть; 4 — подвижность. К — коэффициент роста вом приближении можно предложить следующую зависимость между обобщенными показателями отдельных боевых свойств и коэффициентом боевой эффективности танка: гте Л'в , — коэффициент боевой эффективности; Ко и , К*, Кп - показатели оценки свойств танка для огневой мощи, живучести и подвижности соответст- венно. В приведенной формуле под Ко м, Кж, Ktl понимается превос- ходство не по отдельным, хотя бы и самым важным, характерис- тикам, а но обобщенным показателям, подход к определению которых рассмотрен в предыдущих главах. В соответствии с формулой увеличение показателя какого- либо свойства в 2 раза повышает боевую эффективность в 1,4 ра- за. Это можно показать с помощью следующих простых при- меров. 205
Пусть оценивается танк, превосходящий эталонный по огне- вой мощи в 2 раза. Приближенно это означает, что время на по- ражение цели сокращается в 2 раза, например, за счет повыше- ния в 2 раза вероятности поражения цели одним выстрелом. Эквивалентна ли при этом эффективность оцениваемого танка эффективности двух серийных танков? Предположим, что вероят- ность поражения танка противника одним выстрелом для серий- ной машины равна 0,5; вероятность поражения этой машины из танка противника также равна 0,5. Примем скорострельность оружия противников одинаковой. Тогда, если в бою участвуют по два танка с каждой стороны, вероятность победы наших тан- ков (вероятность уничтожения обоих танков противника при со- хранении хотя бы одного своего) составит 0,5 (если пренебречь вероятностью ничейного исхода боя, когда поражаются все танки обеих сторон). Новый танк имеет вероятность поражения танка противника одним выстрелом, равную единице. Какова при этом вероятность победы над двумя танками противника? Она составит величину, меньшую 0,25, так как с вероятностью 0,75 первым залпом двух танков противника наш танк будет поражен, успев поразить только один танк противника. Два новых танка выиграют бой у двух танков противника с вероятностью не менее 0,75, так как оба наших танка первым залпом танков противника могут быть одновременно поражены только с вероятностью 0,25. Таким образом, при повышении эффективности вооружения в 2 раза один новый танк уступает по боевой эффективности двум старым, а два новых превосходят два старых, т. е. общая эффективность танка повышается, а ее значение находится в диапазоне от 1 до 2 по отношению к серийному танку. Аналогичные рассуждения справедливы и относительно эф- фективности защиты, так как повышение ее эквивалентно сниже- нию эффективности вооружения танков противника. Зная влияние обобщенных показателей отдельных боевых свойств танка на его боевую эффективность, можно ставить зада- чу обоснования рациональных путей совершенствования танка (при условии, что связь между ТТХ и обобщенными показателями свойств установлена и задача рационального развития ТТХ реше- на). Поставленная задача должна обязательно решаться с по- мощью системного подхода, а именно, необходимо учитывать взаимосвязь боевых свойств друг с другом Задача поиска рационального сочетания параметров является задачей конструктора, который использует при этом методы комплексной оценки различных вариантов технических решений. Из различных вариантов технических решений в первую оче- редь стремятся отобрать те, которые обеспечивают превосходст- во над зарубежными танками по основным боевым свойствам в дуэльном и групповом боях, а также обеспечивают успешное ре- шение задач в типовых боевых ситуациях и в их совокупности. 206
Эти варианты дальше подвергаются технико-экономическому и тактико-технико-экономическому анализам. Покажем на примере анализа результатов дуэльного боя сущность подхода к выработке рекомендаций по принятию тех или иных технических решений для повышения эффективности танка. Будем исходить из того, что уверенное превосходство в дуэльном бою означает вероятность победы не менее 0,6. Пусть известно, что противник имеет возможность повысить характеристики защиты своего танка. Мы располагаем четырьмя вариантами вооружения, каждое из которых может поражать танк противника с вероятностью, показанной в табл. 9.1. Мы можем также обеспечить защиту своего танка на двух уровнях, вероятность поражения при которых приведена в той же таблице. В табл. 9.2 даны результаты расчета вероятности победы нашего танка в дуэльном бою для различных вариантов техниче- ских решений. Из табл. 9.2 следует, что 1-й вариант вооружения нас не устраивает. Таблица 9.1 Эффективность вариантов вооружения и защиты Вариант вооруже- нии Вероятность поражения противника при заданном уровне за- щиты при возмож- ном усилении мош । 1 0.5 0.3 2 0,7 0,5 3 0,9 0,7 4 0,95 0.9 Вариант Вероятность поражения защиты нашегс > танка 1 0,60 2 0,45 Таблица 9.2 Вероятность победы в дуэльном бою для различных вариантов технических решений Вариант защиты Вариант вооружения Вероятность победы над танком противника при заданном уровне за- щиты при возмож ном усилении защиты 1 0,45 0.33 1 2 0.54 0.45 3 0,60 0,54 4 0,61 0,60 1 0,53 0.40 2 2 0,61 0,53 3 0,67 0,61 4 0,6« 0,67 2-й вариант вооружения может удовлетворить нас только при условии использования 2-го варианта защиты в предположении, что противник не будет усиливать свою защиту. 3-й вариант вооружения полностью устраивает при использо- вании 2-го варианта защиты, а при 1-м варианте зашиты—толь- ко против танка противника существующего уровня. 207
4-й вариант вооружения удовлетворяет нас и при 1-м вариан- те защиты независимо от действий противника. Чтобы принять решение на основе этого анализа, нужно ответить на целый ряд дополнительных вопросов, таких, как конструктивная реализуе- мость вариантов защиты при использовании различных видов вооружения, технико-экономические показатели вариантов, реальность перехода противника на усиленную защиту, возмож- ность перехода на более мощный вариант вооружения в случае необходимости в процессе серийного производства и в войсках и др. Из имеющегося опыта оценки принятых на вооружение, раз- рабатываемых или предлагаемых к разработке танков следует, что разработка нового танка может быть оправдана, если по комплексной оценке его боевой эффективности он будет превос- ходить: наиболее распространенный серийный танк не менее чем в 1,5—1,8 раза; модернизированный или находящийся в стадии освоения се- рийного производства танк не менее чем в 1,3—1,5 раза; разрабатываемые за рубежом танки не менее чем в 1,2— 1,3 раза. При этом в проекте должна быть предусмотрена воз- можность дальнейшего повышения боевой эффективности нового танка за счет модернизации в ходе его серийного производства не менее чем в 1,5 раза. Комплексная (тактико-технико-экономическая) оценка. Как было сказано выше, в качестве критерия оценки тактико-технико- экономической эффективности образца танка приняты затраты на решение одной и той же совокупности боевых задач. Использование такого критерия помогает выбору варианта решения. Однако на практике, наряду с комплексной оценкой тактико-технико-экономической эффективности, бывает полезно провести анализ без объединения понятий затраты и эффектив- ность. Этот анализ становится необходим, если на затраты и эф- фективность накладываются ограничения. Пусть имеется ряд технических решений, каждое из которых отличается как по затратам на создание, так и по эффективности. Обозначим их в виде точек в системе координат затраты—эффек- тивность (3—Э) (рис. 9.8). Совершенно ясно, что чем правее и ниже расположена точка, тем выгоднее вариант технического ре- шения. Наиболее предпочтительные вариаты выделены на диаграмме. Выбор между этими вариантами требует дополнительного ана- лиза. Пусть даны кривые сочетаний 3—Э возможных технических решений (рис. 9.9.). Если задано, что танк должен иметь эффек- тивность не менее Э* без ограничений по затратам, то приемле- мыми решениями являются точки Б на кривой / и В —на кри- вой 2. 208
Если задано, что затраты не должны превышать значения 3*. то приемлемые решения — точки А и Г. Если заданы оба огра- Рис. 9.9. Приемлемые варианты тех- нических решений при наличии огра- ничений на затраты и эффективность: 3* — заданный максимальный уровень за- трат; Э* — заданный минимальный уро- вень эффективности; 1. 2~- возможные кривые, характеризующие связь затрат и эффективности; Л. й. В. Г, Д — точки, ха- рактеризующие соотношение затрат и эф фектявностн для некоторых технических решений Рис. 9.8. Возможные варианты тех- нических решений в координатах затраты - эффективность (3—Э): • — соотношение затрат и эффективности для некоторого технического решения; — 4— — наиболее предпочтительное соот ношение затрат и эффективности решения необходимо искать мероприятия, снижающие стоимость варианта Д до уровня 3* без изменения эффективности или по- вышающие эффективность варианта А до уровня Э* без повыше- ния стоимости.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1 Абаулнн В. И. Внешнее проектирование танкового и противотанкового вооружения. М.: Воениэдат, 1967. 317 с. 2. Абчук В. А., Суздаль В. Т. Поиск объектов. М.: Советское радио, 1977. 282 с. 3. Беккер Р Введение в теорию систем местность — машина. М.: Машино- строение, 1973. 520 с. 4. Вентцель Е, С. Исследование операций. М.: Советское радио, 1972. 552 с. 5. Дмитриевский А. А. Внешняя баллистика. М.: Машиностроение. 1972. 584 с. 6. Лисичкин В. А. Теория и практика прогностики М.: Наука, 1972. 224 с. 7 Основы программного планирования развития вооружения / Вол- жин А. Н., Кузьмин В. И., Чубаренко А. И, Чуев Ю В. М.: Воениэдат, 1971 212 с. 8. Поспелов Г, С., Ириков В. А. Программно-целевое планирование и уп- равление. М.: Советское радио, 1976. 440 с. 9. Радзиевский А. И. Танковый удаа М.: Воениэдат, 1977. 272 с. 10. Чуев Ю. В., Михайлов Ю. Б. Прогнозирование в военном деле М.: Воениэдат, 1975. 278 с. 11. Чуев Ю. В. Исследование операций в военном деле. М ; Воениэдат, 1970. 256 с. 12 Экономико-математические методы и модели планирования и управле- ния / Под обшей ред. проф. А. Г. Шорина. М.: Знание, 1973. 240 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. Предпслпвно.......................................................... ® Глава 1. Программно-целевое планирование развития военных гусе- ничных машин ........................................................ 6 1.1. Общи? сведения.................................................. 6 1.2. Программно-целевое планирование вооружения...................... 7 1.3. Основы совместной разработки программ вооружения и программ Йазвитня отраслей ................................................. 16 екоторые особенности развития ВГМ в условиях программного планирования ................................................ 19 Глава 2. Предпрограммиое научно-техническое прогнозирование раз- вития ВГМ........................................................... 25 2.1. Общие сведения................................................. 25 2.2. Долгосрочное прогнозирование в последовательности прогноз — программа — план................................................... 25 2.3. Состав и содержание долгосрочных прог юзов ВГМ................. 27 2.4. Поисковые и нормативные задачи в прогнозировании разви- тия ВГМ............................................................ 30 2.5. Методология научно технического прогнозирования развития ВГМ 31 2.6. Особенности прогнозирования ВГМ как сложных многокомпонент- ных систем......................................................... 35 2.7. Фундаментальные и поисковые научные исследования в системе управления развитием ВГМ....................................ч . 40 Глава 3. Жизненные циклы и обновление военных гусеничных машин 45 3.1. Общие сведения................................................. 45 3.2. Этапы жизненного цикла ВГМ......................................45 3.3. Виды и характеристики процессов обновления ВГМ................. 47 3.4. Определение оптимального варианта обновления................... 56 Глава 4. Организация разработки военных гусеничных машин .... 62 4.1. Общие сведения................................................. 62 4.2. Основные стадии разработки образца ВГМ......................... 62 4.3. Методологические основы формирования семейств ВГМ.............. 71 4.4 Прогнозирование трудоемкости ОКР и оптимизация сроков прове- дения работ по созданию ВГМ........................................ 76 4.5. Стандартизация как средство повышения технического уровня, эф- фективности производства н эксплуатации ВГМ........................ КЗ 4.6. Тактико-техннко-экономическнй анализ проектных решений .... 65 4.7. Обзор систем разработки ВГМ за рубежом......................... 90 211
Стр. Глава 5. Огневая мощь танка и се оценка............................104 5.1. Методы расчета показателей огневой мощи.....................104 5.2. Анализ влияния различных факторов на показатели огневой мощи 111 Глава 6. Показатели живучести танка и их оценка ...................127 6.1. Формирование номенклатуры показателей, определяющих живу- честь танка......................................................127 6.2. Методы оценки живучести танка...............................130 6.3. Оценка и тенденции повышения живучести танка................140 Глава 7. Показатели подвижности танка и их оценка..................145 7.1. Методические основы исследования подвижности танков .145 7.2. Номенклатура показателей подвижности танков, определяющих ТТХ 153 7.3. Методы оценки подвижности танков............................158 7.4. Анализ влияния основных параметров шасси на подвижность танков..........................................................167 Глава 8. Основы анализа и синтеза принципиальной конструктивной схемы танка 175 8.1. Система взаимосвязей между конструктивными параметрами и по- казателями основных свойств танка................................175 8.2. Преобразование зависимостей между характеристиками к виду, необходимому для ввода в математическую модель..............179 8.3. Исследование взаимосвязей между основными характеристиками тапка....................................t t t .. ..............182 8.4. Проверка реализуемости в танке заданных ТТТ.......... . . . 190 Глава 9. Комплексная оценка танков................................ 191 9.1. Основные принципы комплексной оценки танков ............... 191 9.2. Методические основы тактико-технико-экономической оценки . . 196 9.3. Применение методов комплексной оценки танков................204 Список литературы .............................................. 210 (*'•»... »• I • t • I : ’ 1 1> ’•jJ/i "> J jin-i. • Oo jji якм Редактор E. E. Алленых Технический редактор H. H. Скотникова Корректор Т. Е. Макарова Сдано в набор 30.11.81. Подписано в печать 16.07.82. Формат 60х90'/1б- Бумага писчая № 1. Гарнитура литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 13,25. Уч.-изд. л. 15,45. Заказ 12с Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Машиностроение», 107076, Москва, Стромынский пер., д. 4. Типография ведомственная