001
003
005
007
009
011
013
014
015
017
019
021
023
025
027
029
031
033
035
037
039
041
043
045
047
049
051
052
053
054
055
057
059
061
063
065
067
069
071
072
073
075
077
079
081
083
085
087
089
091
093
095
097
099
101
103
105
107
109
111
113
115
117
119
121
123
125
127
129
130
131
133
135
137
139
141
143
145
147
149
151
153
155
157
159
160
161
162
163
165
165A
167
169
171
173
175
177
179
181
183
185
187
189
191
Text
                    rva vorr,	^7
Пне. № 18523 m. л
Jr
1 л —
’ ' ' ' -' " l££&ts
ТЕОРИЯ
И КОНСТРУКЦИЯ-
д-ра техн, наук, проф. П. П. ИСАКОВА
Т о м 7
ЭРГОНОМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
РАЗРАБОТКИ ТАНКА
Редакторы тома канд. техн, наук Э. К. Потемкин,
канд. техн, наук Е. И. Заславский
Москва «МАШИНОСТРОЕНИЕ» 1986

УДК 623.438.3.001.2/33! .015.1 Теория и конструкция танка.— Т. 7. Эргономическое обеспечение разработки танка — М.: Машиностроение, 1986. 191 с. В книге рассмотрен комплекс эргономических требований предъявляемых к танкам, приведены пути и методы их реализации при проектировании; описаны методы и технические средства обу- чения экипажей и оценена их эффективность. Кинга предназначена для научных и инженерно-технических работников, занимающихся вопросами создания и испытаний тан- ков, а также может быть рекомендована в качестве учебного посо- бия преподавателям, студентам вузов, слушателям и курсантам военных академий и училищ соответствующего профиля. Ил. 69, табл. 37, список лит. 13 назв. В книге пронумерована 191 страница.
ПРЕДИСЛОВИЕ Танк можно рассматривать как систему человек—машина (СЧМ), функционирование которой обеспечивается группой опе- раторов — экипажем. В боевой обстановке экипаж танка работает в экстремальных условиях, характеризующихся высоким эмоцио- нальным и физическим напряжением, обусловленным необходи- мостью мгновенно принимать решения; в мирное время экипаж работает в учебно-тренировочном режиме. Учет «человеческого фактора» необходим на стадиях проекти- рования, испытаний и эксплуатации военных гусеничных машин (ВГМ), поскольку эффективность машин определяется не только тактико-техническими характеристиками (ТТХ), но и степенью их реализации экипажем. Задача эта усложняется множеством факторов, от которых зависит деятельность человека. В истории развития танкостроения можно выделить следую- щие этапы: до 50-х гг., когда основными были вопросы приспособления составных частей ВГМ к свойственным человеку ограничениям по силе, быстроте, выносливости и точности выполнения операций управления, а также снижения вредного действия физических и химических факторов рабочей среды; в 60—70-х гг. было установлено, что объектом оптимизации должна быть система экипаж—ВГМ в целом; «машинные» и «че- ловеческие» звенья должны приспосабливаться друг к другу, в рав- ной мере должны учитываться их возможности и ограничения (так называемый равнокомпонентный подход к проектированию СЧМ); 1* 3
в последующие годы при разработке ВГМ принимаются ком- промиссные решения, учитывающие сильные стороны человеческого и машинного звеньев, и разрабатываются способы их рациональ- ного сопряжения. С 70-х гг. осуществляются автоматизация систем управления ВГМ и механизация трудоемких процессов, освобождающие эки- паж от неэффективных рабочих операций, требующих больших физических затрат или связанных с вычислением, запоминанием и переработкой значительного объема информации. Опыт показывает, что для выполнения постоянно возрастаю- щих требований к огневой мощи, живучести и подвижности ВГМ необходимо совершенствовать приспособленность их к выполне- нию функциональных обязанностей экипажем, т. е. улучшать их освояемость, управляемость, обслуживаемость, обитаемость — свойства, объединяемые в настоящее время понятием эргономич- ность. Вопросы учета возможностей человека-оператора при создании и эксплуатации техники решаются методами инженерной психо- логии, получившей развитие во время второй мировой войны и особенно после нее. Комплексный подход к проблемам СЧМ в военной технике стал главной методологической предпосылкой новой прикладной науки — военной эргономики. Проблемными задачами эргономики являются изучение зако- нов труда и проектирование трудовой (в приложении к военной технике- боевой) деятельности с целью оптимизации объекта труда, средств управления, условий рабочей среды и функцио- нальной структуры СЧМ. Термин эргономика (греч. ergon — работа, nomos — закон) был принят в Англии в 1949 г., когда пруппа английских ученых организовала эргономическое исследовательское общество. Формулируя направления развития систем человек—военная техника в начале 50-х гг., известный специалист по инженерной психологии П. Фиттс (США) подчеркивал: «...новое оружие, которое может использоваться человеком с тремя руками, не го- 4
дится для нормальных людей. Точно так же, если система сложна настолько, что с ней может работать только ученый, создавший ее, то на нее нельзя возлагать никаких надежд в боевой обста- новке. Хорошая конструкция должна учитывать основные харак- теристики человека, возможности его органов чувств, его ощуще- ния и суждения, природные особенности, возможности обучения новым операциям, оптимальную рабочую нагрузку и основные требования к комфорту, безопасности и свободе от воздействий внешней среды». Проблема информационного, энергетического, психофизиоло- гического, психологического и антропометрического согласования (сопряжения) человека с машиной усложняется с развитием тех- ники и в настоящее время решается в рамках системы эргономи- ческого обеспечения разработки и эксплуатации военной техники, так называемой программы СЭОРЭ. В соответствии с этой про- граммой разработан ряд стандартов, руководств и других нор- мативно-технических документов по системе человек—машина, формулирующих эргономические требования к военной технике. Вопросы эргономичности ВГМ освещены в отечественной и за- рубежной печати недостаточно. В настоящей книге сформулиро- ваны основные задачи эргономического обеспечения при разра- ботке ВГМ, изложены принципы проектирования рабочих мест и систем жизнеобеспечения танкистов, приведены примеры реа- лизации требований эргономики в оборудовании и системах управления. Эргономическое обеспечение создания и эксплуатации ВГМ представляет собой процесс формирования и совершенствования эргономических свойств образца за счет взаимного согласования возможностей операторов, характеристик технических средств и параметров рабочей среды в целях достижения заданной боевой эффективности и боеготовности образца. Многоплановость задач эргономического обеспечения деятель- ности экипажей танков предопределила сравнительно широкий спектр затронутых в книге вопросов, в том числе методологию 5
подхода к решению новых задач, направленных на улучшение боевых свойств танка. Кроме фундаментальных трудов по эргономике, при подготовке настоящей книги использованы многочисленные статьи, опублико- ванные в отечественной и зарубежной периодической печати, нор- мативно-технические документы но системе человек—машина, от- четная документация по НИР и ОКР, выполненным в отрасли и в смежных отраслях за последние 20 лет. Авторами тома являются С. Н. Богданов, Е. М. Гаврилов, В. С. Григорьева, Р. II. Демченко, Е. И. Заславский, В. М. Кара- сев, М. П. Корзова, Н. П. Малофеев, А. II. Малахов, Г. С. Нико- лаева, Е. В. Погудин, А. Л. Решетов, М. И. Романов, Д. С. Ру- башкин, О. Д. Рыжиков, А. Д. Саламахин, В. В. Троицкий, ф. П. Шпак.
Глава 1 ЗАДАЧИ ЭРГОНОМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАЗРАБОТКИ ТАНКА Целью эргономического обеспечения разработки танка яв- ляется оптимизация функциональной структуры системы эки- паж—танк, рациональное построение рабочих мест экипажа, со- здание условий обитаемости, необходимых для достижения задан- ного уровня тактико-технических характеристик танка в боевой обстановке и в условиях повседневной эксплуатации. Основу эргономического обеспечения составляет выполнение требований, регламентируемых межведомственным «Руководством по эргономическому обеспечению создания военной техники Сухо- путных войск> (РЭО-СВ—80). Эргономическое обеспечение проектирования танков подразу- мевает решение следующих задач: анализ целевого назначения образца; синтез функциональной структуры образца, в том числе рас- пределение функций в системе экипаж—машина (т. е. разделение функций между операторами и машинными частями системы, а также между операторами при различном численном составе экипажа); выбор и обоснование рационального уровня автоматизации си- стем управления; согласование технических средств управления с психофизио- логическими, психологическими и антропометрическими свойст- вами и возможностями оператора; реализация пространственно-антропометрической совместимос- ти оператора с интерьером и оборудованием рабочего места, создание необходимых досягаемости и обзорности при выполне- нии рабочих операций, а также условий для кратковременного и длительного отдыха на рабочем месте; художественно-конструкторская (дизайнерская) проработка элементов оборудования; создание требуемых условий обитаемости (микроклимат и со- став воздуха обитаемых отделений; допустимый уровень механи- ческих, виброакустических и ударных воздействий; средства мате- риально-бытового жизнеобеспечения операторов и др.); разработка методов освоения машины личным составом; 7
разработка методов оценки эргономичности образца. Эргономические требования должны учитываться на всех ста- диях разработки образца, начиная с подготовки тактико-техниче- ского задания, для чего разрабатываются типовые методики эрго- номической экспертизы. Разработка методов эргономического обеспечения, обоснова- ние применения технических средств для их реализации, выбор методов эргономической экспертизы должны идти параллельно с проверкой внедряемых технических решений. Необходимость решения указанных задач подтверждается статистикой эксплуата- ционных отказов, накопленной в отечественной межведомствен ной системе сбора информации о надежности. Установлено, что отказы танков вследствие ошибок экипажей составляют до 30 % общего числа отказов. Из них примерно половина возникает вследствие грубых ошибок экипажа при эксплуатации и ремонте, а остальные из-за несовершенства рабочих мест (незащищенность средств управления от неправильных действий, случайных вклю- чений, механических повреждений, сложность контроля, обслужи- вания и др.). Войсковые испытания танков, проведенные в конце 70-х — на- чале 80-х гг., показали, что большие усилия, необходимые для поворота и удержания на ходу командирской башенки с прибором ТКН-3, вынуждают командира танка пользоваться большую часть времени однократными призменными приборами наблю- дения. Отсутствие аварийной сигнализации и неудобство считывания показаний контрольных приборов на пульте управления водителя (особенно при движении в походном положении) приводят к тому, что время его реакции на недопустимые отклонения параметров достигает 45—60 с, вследствие чего повышается вероятность от- каза моторно-трансмиссионной установки и снижается средняя скорость движения танка. Использование лазерного дальномера при наличии предметов, экранирующих цель, и при отсутствии способа селекции целей по дальности требует от наводчика дополнительных логических опе- раций и повторных замеров дальности, что повышает напряжен- ность его работы. При 3—4-часовом марше в боевом положении у водителя устает спина, возникают боли в пояснице и ногах вследствие не- удобной рабочей позы. При суточном марше в условиях, имитирующих защиту от оружия массового поражения (ОМП), значительно падает рабо- тоспособность личного состава, особенно командира и наводчика. Их способность к обнаружению целей может снизиться на 40— 60%, точность двигательной координации— на 30—40 %, дина- мическая выносливость — на 14%, а статическая — на 25—40%. Характеристикой переутомления является замедление рабочей деятельности, нарушение последовательности действий, запазды- 8
ванне и наслоение одного приема на другой, ослабление внимания, уменьшение остроты зрения, вследствие чего снижается точность стрельбы, повышается опасность столкновения танков и наездов на препятствия, уменьшается средняя скорость движения. Необходимо согласовывать информационные и моторные поля * с алгоритмом работы оператора, а также ограничивать номенк- латуру и количество средств управления. Так, для приведения в состояние боевой готовности одной из танковых систем управ- ления огнем экипаж должен использовать более 50 органов управ- ления и средств отображения информации. Непосредственно в процессе подготовки и производства выстрела используется 15 органов управления и индикаторов при времени подготовки выстрела менее 10 с. В конце учебных суточных маршей средняя скорость движе- ния танков Т-55 и Т-62 уменьшается на 15—20%, а число ошибок на трассах, оборудованных по курсу вождения боевых машин, увеличизается в шесть раз, что обусловлено умственным и физи- ческим утомлением экипажа. Исследования ВАБТВ показали, что в дуэльном бою танков с одинаковым уровнем огневой мощи, живучести и подвижности больше шансов победить имеет менее утомленный экипаж. Следует особо подчеркнуть взаимосвязанность проблем, воз- никающих перед разработчиками военной техники. Практически любое техническое новшество или усовершенствование, расшире- ние области использования образца, направленное на повышение его тактико-технических характеристик, создают проблему при- способления машины к экипажу и оптимизации способа ее бое- вого применения. Проиллюстрируем это положение примерами из современной практики танкостроения Механизация заряжания, стабилизация оружия, внедрение средств защиты от ОМП, усиление броневой защиты, повысившие основные боевые характеристики танков, привели к уплотнению ком'поновки забронированного пространства, усложнили посадку экипажа и создание требуемых условий для его деятельности. Увеличение удельной мощности боевых машин привело к по- вышению средней скорости движения по пересеченной местности, а следовательно, к повышению уровня механических колебаний, воздействующих на экипаж, увеличению перерывов в наблюдении за местностью и интенсивности работы водителя. По эксперимен- тальным данным, при повышении скорости танка Т-62 от 10 до 20 км/ч количество обнаруженных экипажем целей уменьшается в 1,5 раза. * Информационное поле — часть рабочего места оператора, в которой раз- мещены средства отображения информации, используемые оператором. Моторное поле — часть рабочего места, в которой размещены используемые оператором органы управления и осуществляются его двигательные действия по управлению СЧМ' 2 Зак. 22 «с» 9
Оснащение танков системами дублированного управления огнем и движением, как показали испытания, повышает на 30 % скорострельность по целям, обнаруженным командиром, и сни- жает время защитного маневра, однако увеличивает функцио- нальную нагрузку командира и усложняет алгоритм его боевой работы. Усложнение это оправдано повышением боевой эффек- тивности танка. Установка зенитного пулемета (ЗПУ) на командирской башен- ке для защиты танков от средств ’воздушного нападения, борьбы с наземными легкобронированными целями и живой силой про- тивника приводит к возрастанию момента неуравновешенности командирского люка и чрезмерному возрастанию физических уси- лий, требующихся от командира для его удержания, что ухуд- шает условия пользования приборами наблюдения и ведет к быст- рому утомлению командира, особенно при движении танка по пе- ресеченной местности. увеличение могущества артиллерийских систем ведет к росту удельных импульсов и перегрузок от отдачи, запыленности и за- дымленности сектора обзора. Повышение автономности танков за счет увеличения запаса хо- да и количества возимого боекомплекта расширяет их возможности при прорыве обороны и действиях в глубине боевых порядков противника. Но для длительного ведения боевы^ действий, осо- бенно в условиях применения ОМП, необходимы соответствую- щие средства жизнеобеспечения, а также условия для кратковре- менного и длительного отдыха экипажа на рабочих местах. Для уменьшения шума в обитаемых отделениях и обеспечения разборчивости «речи в системе связи необходимы виброакустиче- ская защита экипажа, виброизоляция и герметизация моторного отделения, применение звукопоглощающих покрытий, обрезини- вание деталей ходовой части и другие мероприятия. Тесная взаимосвязь вопросов технического совершенствования боевых машин с эргономическими проблемами требует поиска рациональных решений, снижающих влияние человеческого фак- тора на показатели эффективности и надежности системы эки- паж—боевая машина, в первую очередь посредством автоматиза- ции систем управления и улучшения условий обитаемости. Стремление заменить человека автоматами в сфере управле- ния техническими объектами достигло апогея к началу 70-х гг Однако уже в конце 70-х гг. отказались от попыток вытеснить из процесса управления человека с его несовершенными возмож- ностями обработки информации. В процессах управления всегда существуют операции, автоматизация которых невозможна или экономически нецелесообразна. Человек должен активно участ- вовать в решении поставленных задач, и для этого должно быть обеспечено соответствующее взаимодействие между ним и техни- ческими средствами системы. ю
Деятельность экипажа ВГМ должна проектироваться таким образом, чтобы человеческие и машинные звенья взаимно допол- няли друг друга. Обнаружение и опознавание целей, ориентация на местности и в боевом порядке подразделения, принятие реше- ний в условиях неполной информации, реагирование на непредви- денные обстоятельства и изменение боевой обстановки, дублиро- вание функций технических звеньев при отказах —это далеко не полный перечень задач, в решении которых человек превосходит наиболее совершенные автоматы. Машинные звенья системы превосходят человека в точности и скорости выполнения однообразных повторяющихся операций, мощности и стабильности работы в течение длительного времени. Выходные характеристики машинных звеньев не зависят от пара- метров рабочей среды. Отечественный и зарубежный опыт создания автоматизирован- ных систем управления свидетельствует о том, что основной эффект автоматизации заключается не столько в высвобождении людей из процесса управления (хотя и этот аспект имеет немало- важное значение), сколько в резком повышении качества управ- ления. Таким образом, одной из основных задач, возникающих при проектировании танков, является выбор рационального уровня автоматизации систем управления с учетом роли и места членов экипажа в процессах управления. Задачей медико-технического обеспечения является создание надлежащих условий обитаемости для улучшения качества дея- тельности операторов (стабильной и длительной работоспособ- ности) . Выполнение тактико-технических требований, предъявляемых к танку, зависит как от его технического совершенства, так и от способности экипажа правильно и своевременно оценивать бое- вую ситуацию, принимать решения, сохранять работоспособность в течение длительного времени и в экстремальных условиях. Характерны выводы, которые сделали специалисты США из опыта военных конфликтов 60—70-х гг.: необходимо уделять больше внимания сопряжению машины с человеком (часто неудачи экипажей объясняют недостатками .командования и боевой подготовки, в действительности же слож- ность машин превышает способности людей); необходимо учитывать антропометрические показатели кон- тингента военнослужащих; применение любого нового устройства должно быть четко теоретически обосновано и, с точки зрения инженерной психоло- гии, иметь определенные преимущества — в противном случае это устройство нельзя вводить вообще; в программе разработки военной техники необходимо учиты- вать согласованность человека с машиной; если возникают слож- 2* 11
ности при отборе и обучении операторов, то лучше переконструи- ровать машину для людей с меньшими способностями. В отечественном танкостроении, ориентирующемся на созда- ние высокоманевренных, низкосилуэтных боевых машин с высо- кими удельной мощностью и огневой мощью, броневой и противо- радиационной зашитой при круглосуточном и всепогодном боевом применении, наиболее сложными и актуальными вопросами эрго- номического обеспечения являются: улучшение посадки танкистов (оптимизация рабочей позы), создание необходимых условий для кратковременного и длитель- ного отдыха в режиме автономной изоляции; оптимизация функциональной структуры системы экипаж— ВГМ для обеспечения равномерной загрузки операторов (коман- диры танков выпуска 60—70-х гг. выполняют в 1,5 раза больше функций, чем другие операторы); поиск новых компоновочных решений и структуры комплексов управления с целью уменьшения численности экипажа; уменьшение номенклатуры и количества средств управления (по сравнению с танками 40—50-х гг. на рабочих местах коман- дира и наводчика в танках 60—70-х гг. в 1,5—2 раза больше органов управления и средств отображения информации, на рабо- чих местах водителей соответственно в 1,5 раза больше индика- торов, что обусловлено установкой новых систем управления, рас- ширяющих функциональные возможности экипажа); улучшение поисковых возможностей экипажа, внешней и внут- ренней обзорности с рабочих мест операторов; упорядочение моторных и информационных полей рабочих мест по функциональному назначению, важности, последователь- ности и частоте использования средств управления; обеспечение дублированного управления огнем и движением танка, осуществление взаимного дублирования функций членов экипажа; унификация средств управления, применяемых для выполне- ния сходных функций на разнотипных машинах; уменьшение времени перевода танков в состояние боевой го- товности; механизация трудоемких процессов пополнения боекомплекта, заправки горючесмазочными материалами (ГСМ), технического обслуживания, ремонта силами экипажа; снижение логической сложности и темповой напряженности работы экипажа за счет автоматизации операций управления, программного выполнения операций с детерминированной после- довательностью действий; создание условий обитаемости, отвечающих медико-техниче- ским нормативам. Исследования в области эргономического обеспечения разра- ботки и эксплуатации танков осуществляются в настоящее время в четырех основных направлениях; 12
функциональная организация системы экипаж—танк: пространственная организация рабочих мест*, инженерно-психологическое проектирование оборудования, си- стем и средств управления; обеспечение требуемых условий обитаемости. Функциональная организация системы экипаж—танк включает в себя оптимизацию функциональной загрузки экипажа, обосно- вание численности и квалификации личного состава, взаимное дублирование функций операторов и выбор рационального уровня автоматизации систем управления. Пространственная организация рабочих мест заключается в выработке требований к их размерам и конфигурации, разработке схем посадки операторов и размещения оборудования и средств управления. Инженерно-психологическое проектирование заключается в разработке логики функционирования систем управления, функ- циональном анализе и синтезе технических средств деятельности человека-оператора, художественно-конструкторской проработке приборов, пультов, органов управления, средств отображения информации, элементов интерьера, формирующих рабочую зону, зону обслуживания и др. Условия обитаемости обеспечиваются нормированием пара- метров рабочей среды, разработкой систем жизнеобеспечения (например, систем кондиционирования воздуха, медико-биологи- ческой защиты) и конструктивных мероприятий по снижению влияния неблагоприятных факторов рабочей среды на состояние организма и работоспособность оператора. Основной целью функциональной организации системы эки- паж—танк и инженерно-психологического проектирования систем и средств управления является повышение эффективности работы экипажа. Правильная пространственная организация рабочих мест и создание требуемых условий обитаемости способствуют длитель- ной устойчивой работоспособности танкистов. Взаимосвязь составляющих комплекса работ по эргономиче- скому обеспечению ВГМ показана на рис. 1.1; содержание эрго- номического обеспечения на различных стадиях разработки тан- ков показано в табл. 1.1. Отечественный и зарубежный опыт проектирования систем человек—машина показывает, что наиболее эффективно эргоно- мическое обеспечение в том случае, когда средства обеспечения деятельности экипажа проектируются одновременно с машиной, начиная с тактико-технического задания (ТТЗ), на всех стадиях разработки и опытной доводки образцов. Известно, что чем пол- нее учитывается человеческий фактор на ранних стадиях проек- тирования при создании больших систем, тем дешевле система (по американским источникам, соотношение стоимости доработки с учетом эргономических требований на стадиях разработки, ис- 13
Рис. 1.1. Комплекс работ по эргономическому обеспечению ВГМ
Таблица 1.1 Эргономическое обеспечение разработки танков Стадия разработки Содержание работ Техническое задание Анализ целевого назначения образца, оценка возможнос- тей технической реализации замысла; согласование эргономи- ческих требований с заказчиком; формулировка специальных эргономических требований, не вошедших в нормативные документы по эргономике танков Техническое предложение Анализ вариантов реализации замысла образца, предва- рительное распределение функций между машинной частью системы и операторами; определение состава функциональных обязанностей операторов; ориентировочное определение со- става средств управления для каждого оператора; выбор па- раметров средств жизнеобеспечения; предварительная оценка вариантов технической реализации образца Эскизный проект Анализ условий функционирования образца; разработка технических путей реализации эргономических требований; уточнение состава экипажа и его функций; формирование алгоритмов деятельности операторов для основных тактиче- ских задач, определение связей и взаимодействия операторов; выбор состава аппаратуры и средств управления для каж- дого оператора; разработка эскизной конструкторской доку- ментации по компоновке обитаемых отделений и рабочих мест; разработка вариантов информационных моделей и органов управления, вариантов лицевых панелей пультов управления, конструктивных мероприятий по технике безопасности; рас- чет уровня параметров рабочей среды; выявление источников возможных ошибочных действий; ориентировочная оценка точ- ностных, временных и надежностных характеристик деятель- ности операторов; разработка проектов ТЗ на технические средства профессиональной подготовки, программы и мето- дики испытаний макетного образца Технический проект Доработка образца по результатам экспертизы эскизного проекта; уточнение распределения функций между экипажем и машинной частью системы; разработка алгоритмов деятель- ности операторов для предусмотренных режимов боевой ра- боты; уточнение состава средств управления на рабочих мес- тах; компоновка обитаемых отделений; выбор конструкции органов управления и средств отображения информации; рас- чет и экспериментальная оценка эргономических показателей образца; расчетно-экспериментальное подтверждение выпол- нения нормативов обитаемости; ориентировочная оценка вре- мени технического обслуживания (ТО), поиска и обнаруже- ния неисправностей; разработка эскизного проекта учебно- тренировочных средств, программы и методики эргономической оценки образца на заводских и государственных испытаниях Разработка конструктор- ской докумен- тации и испы- тания Доработка образца по результатам экспертизы техниче- ского проекта; разработка инструкций по эксплуатации; уточ- нение эргономических показателей образца по результатам испытаний, регламента ТО; разработка технического проекта и опытных образцов учебно-тренировочных средств для бое- вой и технической подготовки 15
пытаний и модернизации составляет 1 : 10 : 100). Однако слож- ность обеспечения жизнедеятельности человека, определение его роли и места в функционировании системы человек—машина при- водит к тому, что априорная оценка проекта на ранних стадиях разработки оказывается либо невозможной, либо неадекватной реальным условиям эксплуатации. Поэтому в эргономическом обеспечении при разработке новых образцов значительный объем занимают экспериментальные ис- следования, которые выполняются в лабораторных и натурных условиях на стационарных и действующих макетах рабочих мест, стендах различного назначения, моделирующих внешние условия при функционировании образца и внутреннюю структуру систем управления, на макетных и опытных образцах приборов, аппара- туры, элементов оборудования рабочих мест. Включение этапов моделирования и опытной эксплуатации в процесс разработки позволяет проанализировать и оценить харак- теристики СЧМ (временные, точностные, надежностные и др.) и выявить характер и степень влияния многообразных человеческих факторов на эффективность образца.
Глава 2 БОЕВАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЭКИПАЖА В общем виде целевые функции системы экипаж—танк сфор- мулированы в боевом уставе Сухопутных войск. Это следующие виды боевых действий, подготовительных и вспомогательных опе- раций: марш, походное охранение, наступление, встречный бой, оборона, разведка, техническое обслуживание, выявление и вос- становление повреждений, тренировка и обучение. Универсальный характер боевого применения танков (борьба с наземными бронированными целями, живой силой противника, а также оборона от средств воздушного нападения на всевозмож- ных театрах военных действий при любых климатических усло- виях в разное время суток) требует обеспечения их проходимости по различным трассам (дорогам и вне их) и при форсировании водных преград, автономности (действия в условиях отрыва от тыловых частей), способности ведения боевых действий при ис- пользовании оружия массового поражения, организованного взаимодействия с другими родами войск и видами военной тех- ники. Особенностью боевой деятельности экипажей танков является высокая степень формализации их функций в боевом уставе, на- ставлениях, инструкциях по эксплуатации материальной части и других нормативных документах. Командир танка несет ответственность за выполнение боевой задачи, осуществляет поиск целей, ориентирование на местности и в боевой обстановке, поддерживает радиосвязь, командует эки- пажем при движении и ведении огня, корректирует стрельбу и ведет огонь из дополнительного оружия, организует защиту от ору- жия массового поражения, поддерживает постоянную боеготов- ность танка и экипажа. Наводчик осуществляет поиск целей, стреляет из пушки и спа- ренного пулемета, систематически проверяет техническое состоя- ние и обслуживает вооружение танка, участвует в подготовке и загрузке боекомплекта, при необходимости заменяет командира. Водитель ведет танк, ориентируясь на местности и в боевом порядке, обеспечивает условия для ведения огня, обслуживает моторно-трансмиссионную установку и ходовую часть, производит заправку ГСМ, участвует в загрузке боекомплекта, обнаружении целей и корректировке огня. 17
Боевая деятельность всех членов экипажа содержит три ком- понента операторского труда: оперативное управление, регулиро- вание, контроль. Наиболее важным и сложным компонентом является оператив- ное управление, т. е. изменение режимов функционирования си- стем управления с учетом сложившейся ситуации, состояния ма- териальной части и других факторов конкретной боевой обста- новки. Оперативное управление требует принятия решений при недо- статочной, недостоверной или отрывочной информации. Большое значение имеют квалификация личного состава, его подготовлен- ность, опыт боевых действий, умение производить оценку ситуа- ции по отдельным признакам, ориентироваться в сложной боевой обстановке, вырабатывать и осуществлять управляющие дейст- вия в кратчайшее время при нарушениях в работе сборочных единиц и агрегатов, повреждении и отказах техники, выходе из строя членов экипажа. Этот компонент боевой деятельности в наименьшей мере под- дается автоматизации, так как требует наделения автоматизиро- ванных систем управления свойствами высшей нервной деятель- ности человека. Поэтому разработчики ВГМ должны стремиться к максималь- но возможному высвобождению операторов (особенно команди- ров подразделений и отдельных танков) для выполнения функций оперативного управления. Характерным примером в этом отношении является распреде- ление функций по ведению огня между командиром и наводчиком американского танка М-60А1, оснащенного системой управления огнем (СУО) с оптическим дальномером. На этом танке в про- цессе подготовки выстрела командир танка производит измерение дальности цели; наводчик осуществляет слежение за целью, при- целивание и производит выстрел. Поскольку продолжительность измерения дальности с помощью оптического дальномера значи- тельна (по циклограмме достигает 50 % общего времени подго- товки выстрела), такое разделение функций позволяет сократить время подготовки первого выстрела. Однако, как показал опыт войны во Вьетнаме, включение командира в процесс выработки исходных прицельных установок для стрельбы затрудняет выпол- нение им обязанностей по управлению экипажем, ориентации на местности и в боевых порядках подразделения, а также по взаи- модействию с приданными и поддерживающими частями, т. е. вы- полнение задач оперативного управления. При оснащении танков системой управления огнем с лазерными дальномерами и элект- ронными баллистическими вычислителями процесс измерения дальности занимает не более 20 % времени подготовки выстрела и, как правило, совмещается с другими операциями, так что все функции подготовки исходных прицельных установок возлагаются на наводчика без ущерба для скорострельности. 18
Значительных энергозатрат требует выполнение экипажем функций регулирования, т. е. поддержания в определенных, зара- нее заданных пределах значений параметров боевой техники или целенаправленного изменения их в соответствии с определенной программой действий. Функции регулирования подчинены задачам оперативного уп- равления и выполняются в определенной, логически связанной последовательности, называемой алгоритмом работы оператора. Наличие жесткой детерминированной связи многих операций ре- гулирования предопределяет возможность и целесообразность их механизации и автоматизации, вплоть до программной реализа- ции блоков рабочих операций по единичному управляющему воз- действию оператора. Перспективными направлениями в этом плане являются: программный пуск и вывод на заданный режим двигателя, а также автоматическая реализация алгоритмов управления движе- нием с использованием навигационной аппаратуры и приборов наблюдения; автоматизация поиска целей и выдачи целеуказаний; автоматизация процесса слежения за целью, выработка при- цельных установок для первого выстрела и ввода корректив для последующих выстрелов. Исходные данные для операций регулирования экипажи полу- чают в результате осуществления контроля, который подразде- ляется на оперативный, выполняемый в процессе боевой работы, и периодический, выполняемый в процессе технического обслу- живания. 2.1. ТЕМПОВАЯ НАПРЯЖЕННОСТЬ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЭКИПАЖА При прочих равных условиях качество деятельности человека- оператора определяется темповой напряженностью его работы. В эргономике под темповой напряженностью понимают отно- шение времени t1t требуемого для выполнения определенной за- дачи (подзадачи) управления, к времени /р, которым человек фактически располагает в конкретно сложившейся ситуации: H-Qtp. (2.1) Если рассматривать /т как время, необходимое для выполне- ния элементарных действий, то можно записать: К-2) где 4/—число элементарных действий (операций) 1-го вида, необходимых для выполнения определенной задачи управления; математическое ожидание времени выполнения i-го действия. Время tx зависит от технических характеристик системы уп- равления, a tp определяется тактикой использования образца военной техники в конкретной боевой ситуации. 19
Оптимальное значение темповой напряженности деятельности оператора ограничивается верхним и нижним пределами, завися- щими от рода деятельности и характера операций управления (дискретный, непрерывный). Исследовании В. К. Богачева в области авиационной эргоно- мики показали, что оптимальная темповая напряженность летчика в режиме крейсерского пилотирования самолета 0,2^77^0,4: при полете по трассе в течение 6—8 ч показатели умственного и физического состояния летчика мало изменяются, а качество пилотирования находится на уровне, близком к эталонному. При //<0,2 летчик отвлекается от задач управления, а при //>0,1 быстро устает. В том и в другом случае снижается качество пилотирования, повышается вероятность ошибок, особенно на наиболее ответственных фазах полета: при выходе и входе в зону аэродрома, взлете и посадке. Таким образом, недостаточная загруженность человека-опера- тора при выполнении задач управления так же нежелательна, как и избыточная. По сведениям, приведенным в работах П. Я. Шлаена, опти- мальное значение темповой напряженности широкого круга видов управляющей деятельности находится в пределах 0,1^//^0,75. Например, в системах ПВО при //=1,2 наступает срыв деятель- ности оператора: он перестает справляться с наводкой управляе- мого снаряда. В танковом бою время для решения огневой задачи диктуется противником. Если, например, противник (сторона 4) в состоянии обнаружить наступающий танк и организовать огневое противо- действие за /р=60с, а время подготовки и производства первого прицельного выстрела танкистом стороны Б tr =30 с, то темповая напряженность работы наводчика //=30/60=0,5. Естественное стремление наводчика уменьшить темповую напряженность и уве- личить темп стрельбы может быть реализовано только за счет сознательного или бессознательного пропуска некоторых наибо- лее сложных или длительных операций, таких, как измерение и ввод дальности, учет отклонения метеорологических и баллис- тических условий стрельбы от нормальных. Это позволяет умень- шить время на подготовку выстрела до =20 с и снизить темпо- вую напряженность при производстве первого выстрела до Н— = 20/60=0,33. Однако при этом уменьшается вероятность попа- дания, т. е. снижение темповой напряженности деятельности на- водчика достигается ценой снижения ее качества. Если критерием оценки работы наводчика считать время, за- трачиваемое на решение огневой задачи, а не на производство выстрела, то темповая напряженность его боевой работы при уменьшении величины /т может и не снизиться. Снижение вероят- ности попадания ведет к увеличению числа выстрелов и расхода боеприпасов на поражение цели. 20
Пусть вероятность поражения цели одним выстрелом Р\ с пол- ной подготовкой исходных прицельных установок равна 0,7 при времени производства выстрела 6 = 30 с, а вероятность пораже- ния цели без учета отклонений условий стрельбы от нормальных /52=0.3 при времени производства выстрела 6=20 с. Огневая задача считается выполненной при Р,10р =0,9. Рассчитаем требуе- мое число выстрелов п в том и в другом случае, принимая ошиб- ки выстрелов независимыми: РпоР = 1-(1-в)", (23) откуда П| «2, л2 = 6. Время, необходимое для решения огневой задачи, FTj-«6. (2.4) т. е. 7*1=60 с, 7*2=120 с. Соответственно темповая напряженность деятельности навод- чика при решении огневой задачи в первом случае Я| = 1, а во вто- ром /7з=2, т. е. в два раза больше. Приведенный пример показывает, что при заданном уровне решения поставленной задачи уменьшение темповой напряженнос- ти ценой снижения качества выполнения отдельных фрагментов боевой работы не снижает в конечном итоге напряженность ра- боты оператора и отрицательно сказывается на эффективности системы экипаж—танк в целом. В общем случае снижение темповой напряженности и логиче- ской сложности боевой деятельности экипажей может быть до- стигнуто за счет автоматизации систем управления, уменьшения числа и упрощения рабочих операций, выполняемых оператором, а также сокращением продолжительности выполнения отдель- ных операций. Например, на одном из опытных образцов ВГМ специального назначения время на подготовку к очередному циклу срабатыва- ния, определяемое тактическими условиями применения, состав- ляло 10 с. Алгоритм деятельности оператора при этом состав- ляли следующие операции: оценка результатов предыдущего цик- ла; считывание показаний сигнализаторов; определение метеодан- ных с помощью датчиков; ввод исходных данных; наводка; приня- тие решения о режиме управления и пуска. Время на осуществ- ление всех этих операций в одном из вариантов системы управле- ния достигало 9,5 с. При этом показатель напряженности дея- тельности оператора /7=0,95. Повышение уровня автоматизации системы и эргономическое совершенствование пульта управления позволили снизить затра- ты времени на цикл срабатывания до 6 с. При этом темповая напряженность работы оператора уменьшилась до значения Н= = 0,6, т. е. в 1,5 раза. 21
Анализ циклограмм подготовки и производства выстрела при стрельбе с ходу из танков, оснащенных неавтоматизированными и автоматизированными системами управления огнем (рис 2.1), показал, что усовершенствованная автоматическая СУО позволяет сократить время подготовки и производства выстрела почти в три раза. Операция Неавтоматизированная СУО Л втиматизирован ноя СУО Целеуказание командира наводчику, перс дрос башни “| 2,0 у.» Постановка огневой задачи IrW 11 Однарумение цели наводчиком Ч—-\Ю,0 Установка шкапы прицепа ! ijU Заряназние 1—U 1 4-W Нивпдка измерение и ввод вольности ' \70,0 Определение и ввод поправок на деол без- вышении hw 7,0 i Определение и ввод поправок вокодоеи упреждения 1-7,0 Прицеливание и уточнение наводки * \7Л Производство Отопрела L_j L_l 1 1 i 1 U_J ---1--81-I----1---1--1---1--1---U—I---1__I____□_!_____1-1 О 5 Ю 15 20 25 30. 35 Н/ *5 0 5 10 15 20 Т,с Рнс. 2.1. Циклограммы подготовки и производства выстрела при стрельбе с ходу из танков, оснащенных разными СУО Наибольшую экономию времени можно получить на опера- циях обнаружения цели наводчиком, заряжания, наводки и изме- рения дальности, повысив точность целеуказания, используя ла- зерный дальномер, определив исходные прицельные установки с помощью танкового баллистического вычислителя и совместив эти операции с процессом прицеливания и уточнения наводки, а также повысив точность стабилизации поля зрения прицела. Таким образом обеспечивается снижение темповой напряжен- ности деятельности наводчика при подготовке первого выстрела примерно в три раза. Важным направлением улучшения боевой деятельности эки- пажа является совершенствование структуры внешней и внутрен- ней связи. Своевременность и безошибочность информационного обмена между членами экипажа, а также между командирами танков и подразделений во многом определяет успех выполнения боевой задачи. До середины 70-х гг. в системе внешней и внутренней связи экипажа обеспечивался приоритет радиосвязи линейного танка с 22
командиром подразделения: командир танка постоянно находился на внешней связи, эпизодически переключаясь на внутреннюю для отдачи команд по управлению движением, постановки огневой за- дачи наводчику, приема докладов наводчика и водителя об обна- руженных целях, наличии боекомплекта, запасе топлива, повреж- дениях и др. Выход членов экипажа на связь с командиром осуществлялся по танковому переговорному устройству (ТПУ) посредством пе- ревода связи в режим циркулярного вызова, что выключало ко- мандира из внешней связи по радиоканалу. Такое построение системы связи удлиняло процесс внутренней связи (при решении огневых задач этап информационного обме- на * между командиром и наводчиком занимал до 50 % времени). В новых системах связи сокращение цикла информационного обмена достигается посредством постоянного включения внутрен- ней связи и автоматического перевода командира в режим внеш- ней связи при поступлении сообщения от командира подразделе- ния. При этом сохраняется приоритет внешних командных сооб- щений и обеспечивается быстрое прохождение команд и докладов членов экипажа по управлению огнем и движением II 1 Операция Сдязь постоянная Внешняя с переключением на Внутреннюю по требованию СОязь постоянная внутрен няя с переключением на Внешнюю по Вызов у Командир 1 включение системы целеука зония *\0,3 2 Переброс дси/ни 1— 1—1” J Переключение с Внешней сВя зи на внутреннюю 1 7.0 4 Постипобки оенебои задачи наводчику 1 1 1 1 — i Наводчик 5 Получение информации от командира 1 1 I ! 13.0 6 Обнаружение цени 1 7 Доклад командиру о еотоб - ногти выстрела a Перенос руки на пульт ул рпвления ]^Ц6 —1 1 1 1 1 Ц 0 ! 2 3 f 5 б 1 0 9 9Д 0 / 2 3 7 6 б 69 Т,с Рис. 2.2. Циклограммы информационного обмена между командиром и наводчи- ком при различных типах системы связи На рис. 2.2 представлены циклограммы информационного об- мена между командиром и наводчиком при решении огневой за- Действия командира: переключение режима связи с внешней на внутрен- нюю; выдача информации о цели, примерной дальности ее нахождения, орнен тирах, способствующих ее отысканию на местности, команды о типе боеприпаса и на открытие огня; действия наводчика: доклады об обнаружении цели и о го товности к выстрелу. 23
дачи с момента целеуказания (при угле переброса башни а=30°) для двух типов системы связи, из которых видно, что постоянная внутренняя связь исключает необходимость выполнения опера- ций 3 и 8. Кроме того, поскольку информация о дальности цели, ориентирах выдается командиром параллельно с перебросом баш- ни (операции /, 2 совмещены с операцией 4), наводчик начинает поиск цели в поле зрения прибора, имея информацию о ее харак- тере и местоположении, что сокращает время поиска. Во втором случае продолжительность информационного обмена на 30 % мень- ше, чем в первом. Дальнейшее развитие систем связи может идти в направлении дифференциации внешних сообщений по категориям срочности, что позволит исключить в определенных ситуациях (в основном при решении экипажем огневой задачи) прерывание внутренней связи при поступлении сообщения извне. В работе водителя наиболее выражен моторный компонент деятельности. Энергозатраты водителя для воздействия на рычаги и педали при управлении движением определяются типом транс- миссии, тяговыми характеристиками двигателя, усилиями, необхо- димыми для перемещения органов управления, частотой и диапа- зоном их перемещений (табл. 2.1). Таблица 2.1 Число управляющих воздействий и энергозатраты водителя Танк Двигатель, тип трансмиссии, число предам (вперед + назад) Чя-ло переме- щений педтлн потлчи топлива Число переме- щений рычагов поворота Число пере- мещений пе- дали главного фрикциона (педали едим) Число переключе- ний передач < стнергозлтржты водителя. кВт 1 на 1 км за 1 ч на 1 км за 1 ч а 1 км за ! ч на 1 км за 1 ч Т-62 Дизель, механи- ческая вальная. > 1 1М 1291 34.7 808,6 0,8 185 0.76 17,8 1.31 Т-80 1 1 ТД механичес- кая БКП,4+1 10,5 228 27.5 599 0.6 12.4 0.13 6.3 0.66 Примечание. ГТД газотурбинный двигатель; БКП — бортовая короб- ка передач. Из таблицы видно, что с улучшением характеристик двигателя и трансмиссии и уменьшением числа передач снижаются энерго- затраты водителя. При движении по пересеченной местности одной из наиболее часто повторяющихся операций является переключение передач на участках разгона и торможения при преодолении спусков и подъемов Правильный выбор передач в зависимости от профиля трассы является одним из показателей мастерства водителя и достигается 24
длительными тренировками. Алгоритм работы водителя при этом включает в себя: оценку дорожной ситуации, принятие решения о необходимости сменить передачу, нажатие на педаль главного фрикциона (педаль слива), переключение передачи, возвращение педали в исходное положение. Применение системы автоматического переключения передач (САПП) позволяет упростить алгоритм работы водителя и опти- мизировать эксплуатационные параметры моторно-трансмиссион- ной установки (МТУ) независимо от квалификации водителя (рис. 2.3). Скорость на вершине холма танка с САПП в три раза выше, чем с ручным переключением передач, скорость в начале подъема на 10% больше, а средняя скорость движения на всем участке в 1,5 раза больше. Испытания показали, что применение САПП снижает утомляемость водителей в 2— —2,5 раза, обеспечивая воз- можность совершать длитель- ные непрерывные марши, не пе- реутомляя водителя и по- зволяя существенно сократить время его обучения. Кроме то- го, исключаются вызванные Рис. 2.3. Изменение скорости танка v при подьеме и спуске на машинах с ав- томатическим (/) и ручным (2) переклю меняем передач: а — намяло подъема: б — вершина; в спуск; 5 путь ошибками водителя остановки двигателя, повышенный расход топлива, неправильный выбор скоростного режима движе- ния. Дальнейшая оптимизация боевой деятельности водителя воз- можна посредством разработки систем автоматизированной реа- лизации алгоритмов управления движением, позволяющих по единичному управляющему воздействию осуществлять пуск дви- гателя, трогание с места, экстренное торможение, реверс, натяже- ние гусениц при повороте и изменении профиля трассы и другие операции. 2.2. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ЭКИПАЖ-ТАНК Функциональная организация системы экипаж—танк, заклю- чается в распределении функций управления между экипажем и машинной частью системы, а также между членами экипажа. При решении этих вопросов определяется рациональный уро- вень автоматизации систем управления танка и уточняются функ- циональные обязанности каждого члена экипажа. Тактико-техническое задание на «разработку образца опреде- ляет исходные данные для функциональной организации системы экипаж—танк: численность экипажа, габаритные, массовые и 25
Стоимостные ограничения; длительность работы экипажа в режи- ме автономной изоляции; характеристики рабочей среды обитае- мых отделений; требования к быстродействию и точности выпол- нения операций; трудоемкость операций; логическая сложность и напряженность боевой деятельности; требования к надежности и живучести образца, к резервированию и дублированию каналов управления. Учитывается также распределение функций управле- ния на отечественных и зарубежных образцах (предшественни- ках и аналогах). При распределении функций необходимо: учесть преимущественные возможности человека и машины в осуществлении определенных операций управления (с учетом их возможностей по восприятию, хранению и переработке информа- ции, способности к перестройке структуры управления, требова- ний к скорости, мощности, частоте и точности управляющих воз- действий и др.); максимизировать показатели боевой эффективности в типич- ных и экстремальных условиях боевого применения образца; определить функции управления, требующие включения в обя- занности оператора наиболее важных операций (включение и вы- ключение систем управления, переход на различные режимы функционирования и др.); обеспечить резервирование (дублирование), перераспределе- ние функций в зависимости от сложившейся боевой обстановки и состояния танка (с учетом боевых повреждений, эксплуатацион- ных отказов, выхода из строя членов экипажа и т. п.). Сравнение свойств человека и машины в обобщенном виде приведено в табл. 2.2. При проектировании деятельности экипажа и оценке вариан- тов распределения функций в обязанности операторов необходимо включать следующие операции: требующие принятия решений; с большим количеством входной информации и вариантов вы- полнения; выполняемые при недостаточной и низкой достоверности ин- формации; выполняемые в непредвиденных ситуациях; с большим допустимым временем выполнения при незначитель- ной логической и вычислительной сложности; связанные с обнаружением слабых световых и звуковых сиг- налов на фоне помех; требующие прогнозирования; требующие взаимного дублирования функций операторов и ре- зервирования машинных звеньев (автоматизированных систем уп- равления). 26
Та блица 2.2 Сравнение свойств человека и машины Свойство Человек Машина Комплексная деятель Одноканальная Многоканальная ность Интеллект Способен к предвидению, Отсутствует Способность к сужде- прогнозированию, работе в непредвиденных обстоятель ствах, использует эвристи- ческие методы решения Хорошая индуктивная Хорошая дедуктивная НИЯМ Способность к вычис Медлителен, подвержен Быстрота, точность ленням ошибкам, хорошо исправ- при выполнении слож- Надежность при пере- ляет ошибки Постепенное снижение ных вычислительных one раций Внезапный выход из грузке Время реакции 0,05-0,25 с строя На несколько поряд Мощность 1,5 кВт при /—10 с; ков меньше На несколько поряд Скорость арифметиче- 0,3 кВт при /—0,5 ч; 0,15 кВт при / — 8 ч 0,4-0,7 с-' ков выше На несколько поряд ских операций Скорость проверки ло- 3,5—5 с-' ков выше На несколько поряд- гических условий при управлении и контроле Вероятность кратко- Р -1 при /<3 с; ков выше Р-1 временного сохранения информации в памяти Время поиска нужно Р-0,1 при />18 с 0,8-1,5 с <0,02 с го органа управления и осуществление действия (при л-2. ..4) Время однократного 0,15—020 с <0,01 с действия Время опознавания 0,4—5 с 0,1—0,5 с сигнала Точность исполнения Подвержен ошибкам Высокая при одно- команд кратных и повторных действиях Характеристика памя- Способен хранить боль Способна кратковре- ти шой объем информации в менно хранить и нсполь течение длительного време- ни и использовать ее в нужный момент зовать заданный объем информации 27
Продолжение табл. 2.2 Свойство Человек Машина Модификация поводе- Способен учитывать прош При адаптации тре- НИЯ лый опыт и изменять дей- ствия буется усложнение си- стемы Чувствительность к Способен к распознава- Способна к воеприя стимулам нию сигналов с низким энергетическим уровнем на фоне высокого уровня по мех; широкий диапазон воспринимаемых сигналов (зрительные, звуковые, так тнльные *) тию сигналов, не вос- принимаемых органами чувств человека; срав нительно низкая помехо- защищенность Устойчивость Ненадежная, требуется машинный контроль Идеальна для повто- ряющихся операций, не подвержена стрессам * Воспринимаемые кожей при прикосновении к ней. В функции машинных частей системы следует включить сле- дующие операции: требующие реакции на сигнал со скоростью, превышающей возможности человека; требующие больших физических затрат; связанные с выполнением множества однообразных простых действий в заданной последовательности; связанные с большими массивами чисел и выполнением вычис- лительных и логических операций в течение короткого проме- жутка времени; выполняемые в среде, опасной для человека; с многоканальной входной информацией. В целом при распределении функций необходимо соблюдать общий принцип: вмешательство оператора требуется во всех слу- чаях, когда необходимо определить, каким образом следует пере- рабатывать поступающую информацию, а также при выполнении наиболее ответственных задач. На начальных стадиях проектирования (техническое предло- жение, эскизный проект) анализ функциональной организации об- разца производится, как правило, методами экспертной оценки, на последующих стадиях — методами тактико-технико-экономнческого анализа боевых свойств машины с применением математического и натурного моделирования. Распределение функций считается рациональным, если оно обеспечивает выполнение заданных показателей времени, точнос- ти, живучести и надежности функционирования системы эки- паж— машина с учетом установленных ограничений по массе, га- баритным размерам, стоимости и другим факторам. В процессе проектирования к вопросу распределения функ- ций необходимо возвращаться постоянно, оценивая нагрузку опе- 28
• раторов и возможность автоматизации отдельных операций в си- стемах управления, усовершенствования приборов и другого обо- рудования, устанавливаемого в проектируемый образец. Для повышения качества функционирования СЧМ рекомен- дуется: обеспечить согласование средств управления с характеристи- ками восприятия, памяти, мышления, стереотипами и навыками человека, уменьшая логическую сложность деятельности; перераспределить функции между операторами; перераспределить функции между операторами и машинной частью. Распределение функций между членами экипажа некоторых танков приведено в табл. 2.3. В системе экипаж—танк человек-оператор является основным компонентом, удаление которого в большинстве случаев приводит к отказу комплекса. Кроме того, он выполняет функции резерв- ного элемента, который вовлекается в работу при выходе из строя автоматизированных систем и механизированных сборочных единиц, а также является контрольным элементом при приеме, сравнении и переработке информации. Распределение функций между операторами зависит от чис- ленности экипажа и практически одинаково в разнотипных танках, имеющих равный состав экипажа. В 60-х гг. наиболее существенное влияние на распределение функций экипажа в танках оказала автоматизация заряжания, которая позволила уменьшить состав экипажа до трех человек. При этом моторные операции по заряжанию были переданы авто- мату заряжания (АЗ), а командир и наводчик получили дополни- тельную операцию по управлению им, загрузке и разгрузке бое- комплекта, техническому обслуживанию. Автоматизация процесса выработки исходных прицельных уста- новок с помощью танковых баллистических вычислителей (ТБВ) позволила повысить точность стрельбы и уменьшить логико-ин- формационную загрузку наводчика, освободив его от вычислитель- ных операций в боевой обстановке- В целом автоматизация составных частей (комплексов) танка сопряжена со значительными трудностями. Одной из причин этого является высокая динамичность процессов управления в совре- менном бою с недостаточным и зачастую недостоверным объемом сведений, требующая вмешательства оператора для переработки информации о состоянии противника, окружающей среды и др. С другой стороны, для обеспечения надежности систем управле- ния в процессе боевой эксплуатации, кроме автоматизированных систем и приборов, как правило, необходимо устанавливать руч- ные дублирующие устройства. Автоматический и ручной режимы работы предусмотрены в автомате заряжания, в системе управле- ния огнем, в системе коллективной защиты и в других системах. Наличие двух каналов управления повышает живучесть системы, 29
Таблица 23 Распределение функций между членами экипажей танков Функциональная обязанность (операция) Член эки- пажа Отечест- немные танки Зарубежные танки Т-64 А. Т-72, Т-80 М-60А1 (США) .Лео- п*рд-1- (ФРГ) М-1 (США) .Лео- парл-2‘ (ФРГ) Поиск и обнаружение к 4- +• + + наземных целен н + в -4- + 3 • -ь + 4- — Выдача целеуказания к + 4- 4- "Т наводчику (с помощью н —* — —• привода и речевых ко- в •— — — —— — манд) 3 • — — — Заряжание (управле- к — — — — ние автоматом заряжа н — —— — — ния при его наличии) в — — 3 • 4- 4- 4- Подготовка прицель к — 4- — • » ных установок, стрельба н 4- + + 4- в —— —— 11 — 3 • — — — — Выбор режима и уп- к — 1 ♦ — * ♦ равление движением по- н 4- 4- 4“ + средством речевых ко- в — —• — — — манд водителю при под- 3 • — —— — — готовке выстрела Управление дополни- к 4- 4- + 1 4- тельным оружием при н — — • защите от средств воз- в — — — душного нападения и 3 • —. • — стрельбе по наземным целям Наблюдение резуль- к 4- 4- 4- 4» татов стрельбы и кор- н + 4 ректировка огня в т + 3 • 4- --- — Управление двнже к — — • пнем, контроль режимов н •— —— — — работы и состояния в + + 4"* 4- МТУ 3 • — — — — Поддержание внешней к 4- 4- 4- 4- связи н • * ♦ • в — • • ♦ 3 • ♦ » ♦ — Поддержание внутрен- к •4 + + ней связи н 4“ — -4- -J в + + + 4- 3 • + т 4« 30
Продолжение табл. 2.3 Функциональная обязанность (операция) Член эки- пажа Отечест- венные танки Зарубежные танки Т-64А. Т-72, Т-Ж) М-60А1 (США) „Лео- плрд-1" (ФРГ) М-1 (США) .Лео- пара-2' (ФРГ) Ориентирование на местности, выбор и уп- равление маршрутом движения Маскировка (управле- ние гранатометом для постановки дымовых за- вес и термодымовой ап- паратурой) Подготовка и эксплуа- тация оборудования для подводного вождения танка (ОПВТ) Наблюдение за дейст виямн соседних машин и сигналами командира подразделения, доклад о расходовании боекомп лекта и топлива Подготовка к эксплуа- тации системы защиты от оружия массового поражения Подготовка к работе навесного и встроенного оборудования для тра лення минных загражде- ний и рытья окопов, вы- полнение этих операций Техническое обслужи- вание танка, устранение боевых повреждений К Н В 3 К н в 3 к н в 3 к н в 3 к н в 3 к н в 3 к II в 3 Примечание. К—*командир, Н — наводчик, В — водитель, 3 — заря жающий; « + » —операция входит в обязанности члена экипажа; « — » —опера ция не входит в обязанности экипажа; » — операция дублирования; * — опе- ратор не входит в состав экипажа. однако сопряжено с усложнением конструкции составных частей, увеличением их объемно-массовых параметров и требует соответ- ствующей квалификации экипажа. Совершенствование ВГМ оказывает существенное влияние на распределение функций экипажа. Например, в американских тан- ках, оснащенных оптическим дальномером, измерение дальности цели входит в обязанности командира танка. В танках, оснащен- 31
ных лазерным дальномером и ТБВ. процесс измерения Дальности совмещается с другими операциями подготовки исходных прицель- ных установок, и все они возлагаются на наводчика. Актуальным в настоящее время является вопрос взаимного дублирования функций членов экипажа. Исследования показали, что примерно 40 % целей обнаруживается командиром танка, причем ббльшая часть — на дальности до 1 000 м. Дублирование командиром функций наводчика и водителя рас- ширяет возможности маневра огнем и движением, особенно при внезапном появлении цели. Кроме того, применение систем дубли- рованного управления вождением и стрельбой способствует повы- шению живучести системы экипаж — танк По результатам испы- таний, при внезапном появлении цели и обнаружении ее команди- ром танка время на производство выстрела с использованием си- стемы дублированного управления огнем снижается в 1,3 раза. В перспективном танке ФРГ 90-х гг. предполагается осущест- вить полное взаимное дублирование функций командира и навод- чика, включая управление всем вооружением, а также эпизодичес- кое дублирование командиром функций водителя. Взаимное дублирование функций наводчика и командира по ве- дению огня из основного и вспомогательного оружия реализовано в американском танке М-1. Анализ данных табл. 2.3 позволяет выявить следующие особен- ности распределения функций в системах экипаж—танк: все члены экипажа участвуют в разведке целей, наблюдении результатов стрельбы и корректировке огня, что обусловлено необ- ходимостью сократить время и повысить надежность выполнения этих жизненно важных для системы операций; все члены экипажа участвуют в выполнении трудоемких опера- ций по подготовке ОПВТ, системы защиты от оружия массового поражения, в техническом обслуживании материальной части. Остальные функции членов экипажа более специализированы, в новых танках они в значительной степени взаимно дублируются. В зарубежных танках возможен выход на внешнюю связь всех членов экипажа, в отечественных — поддержание внешней связи возложено на командира и при необходимости на наводчика и во- дителя; в отечественных танках управление средствами маскировки осу- ществляют водитель (термодымовая аппаратура) и наводчик (ды- мовой гранатомет), в зарубежных — командир танка. Из анализа функциональной запрузки членов экипажа следует: наибольшую функциональную нагрузку имеет командир танка, причем намечается тенденция ее дальнейшего увеличения в резуль- тате дублирования функций других членов экипажа; функции на- водчика и водителя более стабильны; в танках с тремя членами экипажа функции заряжающего пере- даны наводчику и командиру, что увеличило интенсивность их ра- боты. 32
t В последнее время н отечественном и зарубежном танкострое ннн разрабатывается система автоматизированного управления танковыми подразделениями с развитой навигационной аппарату- рой, выдачей данных о техническом состоянии машин, круглосуточ ным и всепогодным комплексом управления огнем. Техническая реализация этой проблемы существенно повлияет на распределение функций между экипажем и машинной частью, а также отразится на распределении функций между членами эки- пажа. В настоящее время в большинстве серийных танков экипаж со- стоит из четырех (командир, наводчик, заряжающий, водитель) либо из трех человек (командир, наводчик, водитель). Для сокра- щения численности экипажа необходимо передать ряд функций, вы полняемых операторами, машинной части за счет широкой авто матизации и дублирования процессов управления вооружением и движением с использованием бортовых ЭВМ. Сокращение численности экипажа до двух человек, размещен- ных в изолированном обитаемом отделении (герметизированной капсуле), позволит: высвободить объем внутри танка; усилить защиту экипажа от поражения кумулятивными и под- калиберными снарядами и уменьшить массу танка за счет диффе- ренцированного (капсульного) бронирования; повысить уровень защиты от поражающих факторов ядерного взрыва и химического заражения за счет повышения надежности герметизированной капсулы и противорадиационного подбоя; усовершенствовать коллективную систему жизнеобеспечения; унифицировать оборудование рабочих мест операторов; улучшить психологическое состояние экипажа за счет ликвида- ции пространственного разделения (одно обитаемое отделение), т. е. будет возможно оказывать взаимопомощь и осуществлять ви- зуальный контакт. Возникает задача функциональной организации системы экипаж—танк при уменьшенной численности экипажа. Формали- зованных правил распределения функций в многооператорных СЧМ не существует. Однако могут быть сформулированы методо- логические принципы подхода к этому вопросу. Различают следующие виды функций: целостные, раздельные, дублирующие и дополняющие. Целостные функции нс допускают разделения на подзадачи и выполняются всеми членами экипажа, раздельные — не могут выполняться одновременно двумя и более операторами, дублирующие — вменяются в обязанности операто- рам для резервирования каналов управления (при отказе машин- ных частей системы или выходе из строя другого оператора), а так- же взаимного дублирования функций с целью повышения опера- тивности управления в отдельных боевых ситуациях, дополняющие — позволяют личному составу объединять индивидуальные усилия для сокращения времени и улучшения качества работы. 3 Зак. 22 <с> 33
Поскольку танку необходимо обеспечить независимость огня и маневра, доминирующей обязанностью одного из двух членов эки- пажа должно быть управление комплексом вооружения, а второ- го— управление движением. Один из операторов должен также иметь приоритет в принятии решений и обеспечивать оперативную связь с командиром подразделения. Поэтому целесообразна следу- ющая специализация операторов: командир-стрелок, дублирующий функции водителя, и водитель, дублирующий функции коман- дира. Целостные функции наводчика (разведка целей и др.) не могут быть переданы второму оператору, поэтому для повышения эффек- тивности их выполнения необходимо повысить уровень их автома- тизации с целью полной (или частичной) компенсации ослаблен- ных сторон новой структуры; раздельные и дублирующие функции должны быть распределены между операторами с учетом объема их функциональной загрузки; дополняющие функции должны быть перераспределены с точки зрения снижения их трудоемкости. Количественное изменение функций, входящих в обязанности операторов при изменении их численности, показано в табл. 2.4. Таблица 2.4 Функциональная загрузка экипажа Численность Слециллизшия Число функций основных дублирующих 3 К* 10 7 н 10 4 в и 3 2 к 15 5 в 11 8 • См. примечание к табл. 2.3. Дальнейшее развитие техники может внести существенные кор- рективы в функциональную организацию системы экипаж — танк. При этом члены экипажа будут взаимно дублировать друг друга. Таким образом, изменение численности экипажа и функцио- нальной структуры системы экипаж—танк ведет к изменению про- филя боевой деятельности операторов и выдвигает повышенные требования к уровню автоматизации и резервированию каналов систем управления и совершенствованию системы обслуживания танка. 34
2.3. АЛГОРИТМЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАТОРОВ Боевая деятельность операторов ВГМ, как правило, алгоритми- зирована, т. е. порядок их действий в процессе управления систе- мами, механизмами и агрегатами танка регламентирован устава- ми, наставлениями и инструкциями по эксплуатации. Под алгоритмом деятельности оператора понимается логическая последовательность его действий по управлению танком и обслу- живанию его технических средств, состоящая из совокупности дей- ствий и оперативных единиц информации*, направленных на дости- жение поставленных целей. Существует определенная аналогия между понятием «алгоритм деятельности», применяемым в инженерной психологии, и матема- тическим термином «алгоритм», определяемым как точное предпи- сание, которое задает вычислительный процесс, начинающийся с произвольных исходных данных и направленный на получение полностью определяемого этими исходными данными результата. Одновременно существует важное различие, которое заключается в том, что в зависимости от создавшейся ситуации или при отклоне- нии параметров объекта управления от заданного режима человек- оператор принимает решение о дальнейшем ходе процесса и изме- няет его с помощью соответствующих управляющих воздействий. Опыт проектирования систем управления показывает, что ка- чество деятельности человека-оператора тем выше, чем в большей степени увязан алгоритм деятельности со средствами ее осуществ ления. К числу основных правил проектирования информационных и моторных полей, могут быть отнесены следующие: информационная модель должна отображать наиболее сущест- венные признаки ситуации (процесса); информация, поступающая к оператору, должна, как правило, однозначно определять его дей- ствия и не требовать расшифровки или декодирования. При дефи- ците времени и большом числе (более трех) одновременно учиты- ваемых признаков или значений текущих параметров, подлежащих одновременному контролю, следует использовать интегральные средства отображения информации; средства управления (органы управления и индикаторы) долж- ны компоноваться с учетом принципов функционального соответст- вия, значимости, частоты и последовательности использования в процессе боевой работы. Для описания алгоритмов управляющей деятельности операто- ров и функционирования машинной части разработан специальный операционный аппарат —так называемые логические схемы алго- ритмов (ЛСА). 'Оперативная единица информации — цельное образование (сигнал, образ, программа действий н др.), одномоментно воспринимаемое или актуализируе- мое в памяти человеком-оператором. 3* 35
Используя метод ЛСА, каждый исследователь вносит в него до- полнения, приспосабливая его к решению своих специфических задач. При анализе боевой деятельности танкистов применение ЛСА позволяет: определить показатели деятельности членов экипажа в контуре управления комплексами и системами танка; выявить операции процесса управления, обладающие повышен- ными сложностью и темповой напряженностью; выбрать рациональные уровень и направления автоматизации систем управления; уточнить степень рациональности компоновки оборудования ра- бочих мест и упорядоченности средств управления; выявить причины ошибочных и неоптимальных действий эки- пажа. ЛСА разрабатываются для определенного вида деятельности (например, приведение материальной части в состояние боеготов- ности, управление движением, управление стрельбой и др.). Основными структурными элементами ЛСА являются: блок рабочих операций — часть алгоритма, представляющая собой законченную по смысловому содержанию часть работы, на- правленную на выполнение определенной задачи управления (на- пример, техническое обслуживание танка, совершение марша и др.); рабочая операция — совокупность действий, направленных на выполнение определенной подзадачи (например, пуск двигателя, измерение дальности и др.); действие — функциональный элемент деятельности человека- оператора, обеспечивающий практическое воплощение принятого решения (например, нажатие кнопки, включение тумблера, считы- вание показаний индикатора, отдача и прием команды, запомина- ние, выделение полезного сигнала из фона, приспособительное дви- жение конечности, головы, туловища и др.). При составлении ЛСА производится выделение оперативных единиц деятельности: действий* и логических условий.** В зависимости от исхода логических условий реализуются раз личные варианты процесса управления. • При обращении к первоисточникам следует иметь в виду, что для опре деления элементарных операций алгоритма авторы употребляют термин <оператор> по аналогии с языками программирования, где этот термин выра- жает некоторую операцию при выполнении программы иа ЭВМ. В то же время в системах человек—машина термином «оператор» определяется человек, управ лающий техникой. Здесь и в дальнейшем для определения операций но приему и переработке информации, осуществления управляющих воздействий и других вместо термина «оператор» будет употребляться термин «действие» ** Логические условия — этапы (шаги) деятельности, в течение которых человек-оператор принимает решение и направляет процесс управления по одному из возможных путей его реализации. 36
Система обозначений. Действия (О) обозначаются прописными буквами русского и латинского алфавитов (А, Б, В, Г; А, В, С, ...). Логические условия (ЛУ) обозначаются строчными бук- вами русского и латинского алфавитов (а, б, в, г; a, b, с, d) или буквой / с числовым индексом (7Ь /2, • • •» /»)• Исход ЛУ: /=1 —условие выполняется; 1=0 — условие не вы- полняется. Нумерованные стрелки вида (где т=\, 2, 3, .... л), рас- ставленные определенным образом в записи ЛСА, обозначают по- рядок работы элементов алгоритма (в зависимости от исхода логи- ческих условий). Стрелка tm ставится непосредственно после т-го ЛУ, а стрелка 4" — перед элементом алгоритма, срабатывающим при невыполнении ЛУ. Пример: — при /|«1 после Tt срабатывает С(; при Л "О после Л срабатывает //. Знак под действием с числовым индексом (например. А, В) указывает на то, что операторы Я и б работают параллельно. Знак оо под О (группой О) указывает на то, что О (группа О) действует на протяжении всего процесса (например, ABCD). Знак 2о с числовым индексом объединяет несколько О, неодно- кратно повторяющихся на протяжении процесса (для сокращения записи ЛСА); знак Si объединяет повторяющиеся ЛУ. Точка (.) — окончание работы ветви ЛСА. Круглые скобки выделяют сложный оператор, состоящий из нес- кольких О, например, 7\А t2(A2B3C5)42/7. Квадратные скобки используются, если срабатывание О проис- ходит только по стрелке Л У и не вызывается стоящими впереди О или ЛУ, например, ITZtt ’BC/CPfP]//. Фигурные скобки применяются, когда один О вызывает сраба- тывание нескольких других (например, K\P{ABCD}). Символ (of — всегда ложное ЛУ; служит для обозначения цик- личности процесса, а также для прерывания ветви процесса или выхода ветви ЛСА из квадратных скобок (например, *?[/>(.) jj— знак перехода на другую строку записи ЛСА в много- канальных процессах. Процесс управления начинается с того, что срабатывает первый член ЛСА. Если за ним следует О,то происходит его срабатывание; если за ним следует ЛУ и /=1, то срабатывает следующий член ЛСА и т. д. Если /«О, то срабатывает член ЛСА, к которому ведет соответствующая нумерованная стрелка. 37
Виды действий, используемых дЛя описания деятельности эки- пажей танков, представлены в табл. 2.5. Оцениваемые показатели. Оценка сложности и напряженности работы экипажей ВГМ производится по расчетным показате- лям ЛСА. Таблица 2.5 Виды действий для описания алгоритмов деятельности экипажей танков Вид действий Подвид действий Обозна- чение Содержание Обозна- Содержание Эфферентные действия (соб- ственные элементарные дейст вня человека) (В, Г, М) с Е Моторные действия (II, У, Б) с М Афферентные действия (вое приятие информации) (И„ Ис) с А Ожидание (Т„, Тч)с.Т В Операции вычислительные, сравнения, выделения и опоз навания сигналов Г Отдача речевых команд, от- веты М Моторные действия II Приспособительные движе- ния У Управляющие воздействия Б Приведение материальной части в состояние боевой го- товности Восприятие зрительной ин- формации, считывание показа- ний приборов Восприятие слуховой инфор мации (принятие команд, зву новых сигналов) Ожидание срабатывания ма- шинной части системы Ожидание выполнения ка- кой-либо операции другим чле ном экипажа Ниже приведены идентификаторы, используемые в формулах расчета показателей ЛСА: / — вид (подвид) действия (/= 1, 2,..., k\); *— вид (подвид) логического условия (|= 1, 2,, Ла); i — порядковый номер действий /-го вида или логического усло- вия g-го вида (i=l, 2..А?з)- Группа—совокупность последовательно или параллельно вы- полняемых действий, не прерываемая логическими условиями, или совокупность логических условий, не прерываемая действиями. Показателями ЛСА являются: 38
общее число действий в полном алгоритме W?=£SO„; (2.5) у—1 ( —1 общее число логических условий в полном алгоритме = 2 (2-6) Е-11—1 показатель логической сложности (27) ч-l где r1^ —частота групп, содержащих х^ логических условий;2 л,~ общее число групп логических условий; л* — число групп, содержащих по н-1, 2,..., fe4 логических условий подряд; х' - число логических условий в группе по i| — 1, 2,..., k< подряд. Пример: |' 13 41 Р °i 43 °»Л t1 ’ 41*’ О,/, * ‘ ' О.. - по х,1 л{ — I; по Д — 2 M.j ~ 2 ; Показатель стереотипности Z = £r?< (2.8) где i-u - л^/т°—частота групп, содержащих х° действий./л° л®— общее число групп действий; п° —число групп, содержащих по т|=1, 2.kt дейст- вий подряд; х° —число действий в группе по i] —1, 2........kK подряд (не преры- ваемых логическими условиями). Пример: |« 0,0,4, f ‘ О,/, t 3 /а Р O4OR 4 3 4 4 Oe/41 ‘ От ... по = 1 л® — 2 ; по х® — 2 л® = 1 ; по Х3 = 3 Л3 I ; шо = л? л? + л?==24-1 4-1=4; 39
Коэффициент совмещенных операций » (2-9) где г* = п^/т5— частота групп, содержащих х* действий, выполняемых парал- лельно; ms — i л, - общее число групп действий, выполняемых параллельно; л* —число групп, содержащих по q-1, 2,. . .,*4 действий, выполняемых па раллельно, х' —число параллельно выполняемых действий в группе по q- -1, 2..*4. ‘ Пример: по = 1 nf - 2; no xf = 2 л* = 1 ; по х$ = 3 nf - 1 ; з m51 = nf = л? + п% + Лд = 2 4- 1 4- | — 4 . 3 9 11 s-^/M-r' + T^T-s-us. Средняя энтропия действий Но-2 (г, log, Гу), (2.10) /-1 *—3 где ry = — частота /го вида действий; — ^O/j — число действий /•го вида. Пример: И1Е1И1Т1И3Е,И4ТаИг,Т3... /УИ=*Л; ^“2; Nr~3; AZ?= X 10; 7-1 /—I ги - 0,5; rE - 0,2 ; rT = 0,3 ; 40
Но - - \rj log2 rr — (rHlog3rM-r/'flogar|₽4-rrlog2rr) = /-1 = — (0.5 log, 0.5 | 0.2 log2 0.2 + 0.3 log, 0.3) = 1,5. Средняя энтропия логических условий W( = S (-relog,r(), (2.11) *< где rt = — частота логических условии £-го вида; —число логи- ческих условий &-го вида. Коэффициент изменения рабочей позы = *„/*£• <2Л2> где Nn ^П/—общее число приспособительных действий в записи ЛСА; Ngt^^Ei—число эфферентных действий в записи ЛСА; (Б,. Б,. П|, П„ П3. П«) СМ; (В. М, Г) с£. Пример: п}в/, 1'Г|>П,П3*’С/И>ГИ1 ; Nn 3, NE = 1, N? 10. Кп-0,4. Коэффициент вычислительной работы человека-оператора KB = )VBW, (2.13) где вчисло действий вида В. Коэффициент автономности /C. = Vf, (2.14) где V и — число действий вида И. Коэффициент простоя Kr-£T/N°. (2.15) Коэффициент динамической интенсивности (2.16) где /—среднее время реализации алгоритма. Средняя скорость переработки информации обобщенный показатель сложности алгоритма боевой работы 4 Зак. 22 «с» 41
ЛСА составляется и оценивается в следующей последователь- ности: составляют словесно-логическое описание деятельности челове- ка-оператора с использованием наставлений, технических описа- ний и инструкций по эксплуатации систем управления, а также входящих в их состав приборов, пультов управления и т. п.; выделяют оперативные единицы деятельности — действия и ло- гические условия; составляют формализованное описание деятельности в опера- тивной форме; составляют кинематический график ЛСА; рассчитывают показатели ЛСА по приведенным выше фор- мулам. Затем оценивается загруженность и напряженность работы чле- нов экипажа, производится сравнительный анализ альтернативных структур систем управления, вариантов функциональной, конструк- тивной и пространственной организации рабочих мест. В качестве примера рассмотрим ЛСА измерения дальности на- водчиком с помощью оптического и лазерного дальномеров (табл. 2.6, 2.7); кинематические графики ЛСА приведены на рис. 2.4. Рис. 2.4. Кинематический график ЛСА измерения дальности оптическим (а) и лазерным (б) дальномерами Рассчитаем показатели ЛСА для обоих дальномеров: Показатели ЛСА /Vf L Z $ Оптический .... 7 8 1.4 1 1 0,13 Лазерный 6 2 1 3 1 , 0,33 Из приведенных данных видно, что логическая сложность ра- боты с оптическим дальномером существенно выше, чем с лазер- ным (число логических условий больше в четыре раза, а показа- 42
Таблица 2.6 ЛСА измерения дальности оптическим прицелом дальномером ТПД2-49 (монокулярный метод, формализованное описание) Вил элемента Сод . ржание действий и логических условий И51 Отыскание цели в поле зрения прицела 4 Цель имеет резкоочерченные вертикальные (или наклонные) контуры? 4 Цель находится в пределах 1000—4000 м? В! Оценка положения изображения цели относительно центра поля зрения дальномерной ветви 4 Цель находится в центре поля зрения дальномерной ветви? yBi Наводка прицела приводами для введения изображения цели в центр поля зрения дальномерной ветви 4 Горизонтальный штрих (линия раздела) делит изображение цели на две части? 4 Разрез изображения цели линией раздела проходит по хорошо видимому участку цели? в. Оценка точности совмещения верхней и нижней частей изобра- жения цели 4 Верхняя часть изображения цели сдвинута вправо относительно нижней? УН1 Нажатие кнопки электропривода дальномера на правой рукоятке пульта управления h Верхняя часть изображения сдвинута влево относительно нижней? УН2 Нажатие кнопки электропривода дальномера на левой рукоятке пульта управления 4 Части изображения цели совмещены в единое изображение? Вз Считывание значения дальности по шкале дальномера Примечания: I. При отрицательном исходе логических условий (6 »= О, /»“0) наводчик переходит к другому способу измерения дальности (стереоско пическому, с разведением цели н с базой на цели). 2. Строчная запись: ♦ Иэ/и'/,(’В,/3Т31<1'УВ1р/4Т‘/5|ЧЧ* в» { ♦ • 4 1* У HI * * I'»»7 уна i 7 - t *1) 11«Вз. 43
Таблица 2.7 ЛСА измерения дальности лазерным дальномером (формализованное описание) Вид влемента Содержание действий и логических условий Им Отыскание цели в поле зрения прицела Вх Оценка положения изображения цели относительно центральной прицельной марки 1х Прицельная марка не совмещена с центром изображения цели? у В1 Наведение прицела приводами для совмещения центральной при- цельной марки с целью Нажатие кнопки включения дальномера Из, Считывание показаний с табло дальномера в, Оценка соответствия показаний табло дальномера наблюдаемому расположению цели Показания табло дальномера соответствуют предполагаемой даль- ности? Примечание. Строчная запись: И3) B(Zt У В) УН1И3,В,/2 *’. тель логической сложности больше на 40 %). Более высокий пока- затель стереотипности работы с лазерным дальномером упрощает процесс обучения наводчиков и использование прибора в боевой обстановке; сравнительно небольшое суммарное число элементов в ЛСА для работы с лазерным дальномером способствует сниже- нию времени, затрачиваемого наводчиком на измерение дальности. При решении практических задач с помощью ЛСА необходимо иметь в виду следующее: чем меньше общее число действий в полном алгоритме, тем короче процесс его реализации и при прочих равных условиях мень- ше цикл функционирования; чем меньше общее число логических условий ЛЧ в полном алгоритме, тем меньше разветвление процесса реализации (тем определеннее работа человека-оператора); показатель логической сложности L в пределе характеризует математическое ожидание числа логических условий в группе; чем чаще в записи ЛСА встречаются группы, содержащие более одного логического условия подряд, и чем они длиннее, тем больше возможных вариантов процесса управления и больше вариантов 44
выработки управляющих воздействий на данном участке. Экспери- ментальные исследования показывают, что вероятность ошибок в процессе управления зависит от числа одновременно учитывае- мых логических условий, причем увеличение показателя логичес- кой сложности L в два раза ведет к увеличению вероятности оши- бок примерно в четыре раза; показатель стереотипности Z в пределе характеризует матема- тическое ожидание числа действий в группе. Чем больше показа- тель Z, тем более однозначно выражен детерминированный компо- нент деятельности оператора. При большом значении Z целесооб- разно выявить участки алгоритма, которые могут быть переданы программному устройству либо полностью автоматизированы (на- пример, для вызова постоянного абонента в системе радиосвязи вместо устройства набора кода целесообразно иметь одну кла- вишу); коэффициент S характеризует сложность моторного компонента деятельности человека-оператора. При большом значении S целе- сообразно применять многофункциональные органы управления либо перераспределять функции экипажа; средняя энтропия действий Но характеризует степень неопре- деленности ожидания различного вида (т. е. разнообразие элемен- тов в записи ЛСА); коэффициент изменения рабочей позы /Сп характеризует упоря- доченность моторного поля и рациональность размещения средств управления; коэффициент вычислительной деятельности К» отражает интел- лектуальный компонент работы человека-оператора; показатель динамической интенсивности V характеризует тем- повую напряженность работы человека-оператора. При проектиро- вании систем управления, в случае если альтернативные варианты имеют одинаковый показатель V, предпочтение следует отдать ва рнанту, обладающему наименьшим показателем логической слож- ности. Наряду с методом ЛСА известны такие методы описания и ана- лиза деятельности человека-оператора, как метод органограмм, ме- тод составления диаграмм оперативных этапов и др. Преимущест- вом метода ЛСА является компактность записи и возможность по- лучения количественных данных для сравнительного анализа и вы- работки направлений совершенствования структуры и способов уп- равления. 45
Глава 3. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ В ТАНКЕ 3.1. ПРИНЦИПЫ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ Задача поддержания работоспособности экипажа на необходи- мом уровне при длительном нахождении в машине требует про- странственной организации рабочих мест, т. е. рационального раз- мещения операторов и оборудования. Пространственная организация должна обеспечивать: доступ к приборам, пультам, органам управления, личному ору- жию, амуниции, ЗИП; возможность надевания на рабочих местах защитных средств (костюмы, противогазы, маски); посадку и высадку, смену мест, в том числе переход из одного отделения в другое, аварийное покидание танка; оказание помощи раненому; безопасность при всех режимах работы, в том числе аварийном; отдых при длительном пребывании в машине; прием пищи; техническое обслуживание оборудования, размещенного в оби- таемых отделениях танка. Пространственная организация учитывает физиологические, психофизиологические и антропометрические показатели операто- ров, недооценка которых приводит к снижению качества работы экипажа. Проектирование рабочих мест может осуществляться посредст- вом приспособления оператора к существующему оборудованию; приспособления оборудования к показателям оператора; взаимного приспособления оператора и оборудования в процессе создания ма- шины. Последний способ, при котором операторы и оборудование рабочих мест рассматриваются как единое целое (система), полу- чил название системного. При проектировании рабочих мест необходимо: использовать единый методический подход с целью достижения максимально возможной унификации рабочих мест (универсаль- ность) ; учитывать опыт танкостроения (преемственность); регламентировать минимально возможные габаритные размеры рабочих мест (минимизация); 46
обеспечить работоспособность экипажа в условиях заданной продолжительности изоляции (длительность боевой деятельности). Опыт эксплуатации серийной техники показывает, что ограни- ченная подвижность операторов существенно снижает их работо- способность; длительное пребывание в фиксированной относитель- но приборов наблюдения вынужденной рабочей позе, часто неудоб- ной, приводит к утомлению. Особое значение приобретает рабочая поза при увеличении длительности пребывания экипажа в машине. Наиболее радикальные способы предотвращения утомления операторов при продолжительном ведении боевых действий (пе- риодическое изменение позы и отдых с покиданием рабочего места) часто оказываются неприемлемыми в современных танках из-за ограниченного объема обитаемых отделений и специфики работы танкистов, ведущих постоянное наблюдение за местностью. Поэто- му для продолжительного поддержания устойчивой работоспособ- ности танкистов необходимы: рациональный выбор рабочей позы, рабочего пространства, оптимального объема рабочих движений, опорной поверхности; создание благоприятной рабочей среды в зо- нах размещения операторов. В практике проектирования ВГМ используется понятие физио- логически оптимальной позы*, пребывание в которой обеспечивает условия наилучшего функционирования всех систем организма че- ловека при выполнении определенного вида работы. Общим для операторов ВГМ является то, что основные опера- ции выполняются в положении сидя; практически все необходимое оборудование располагается в передней зоне рабочего места в пре- делах досягаемости; наблюдение за местностью и приборами конт- роля осуществляется одновременно с воздействием на систему уп- равления. При недостаточной высоте обитаемых отделений вместо традиционного для ВГМ способа посадки операторов (сидя) физиологически оптимальная поза реализуется отклонением ту- ловища от вертикали на угол от 15 до 30°, а также в положении полулежа, при котором угол наклона спинки сиденья составляет от 30 до 45°. Эти способы посадки обеспечивают ряд эргономических преиму- ществ по сравнению с сидячим: возмущения, возникающие при движении машины, более благо- приятно ориентируются по отношению к телу человека; опорная поверхность сиденья существенно увеличивается за счет большей высоты спинки и применения подголовника, что умень- шает удельную нагрузку на человека при ударах и толчках; вероятность получения травм от ударов головой о крышу или прибор наблюдения при движении танка по пересеченной местное - * Физиологически оптимальная поза характеризуется углом в тазобедренном суставе 95—100° и углом в коленном суставе 105°. 47
ти с высокой скоростью, стрельбе из него или при попадании в танк снаряда уменьшается. Все промежуточные положения оператора (от сидячего до по- лулежачего), соответствующие физиологически оптимальной позе, могут быть реализованы с помощью различных соотношений высо- ты и длины рабочего места, что расширяет возможности компонов- ки рабочих мест в низкосилуэтных тапках. Размеры обитаемых отделений и собственно рабочих мест ганка должны соответствовать антропометрическим показателям опера торов, что достигается при проектировании машин в расчете на оп- ределенный контингент личного состава. Антропометрические показа гели контингента экипажей ВГМ мо- гут быть определены по справочный и нормативно-техническим документам, в которых устанавливаются расчетные значения пока- зателей. Ранее руководствовались двумя видами расчет них показате- лей: 50-й перцентиль, г. е проектирование в расчете на средние ан- тропометрические показатели танкистов; 100-й перцентиль про оптирование в расчете па самого крупною представителя. В первом случае габаритные размеры обитаемых отделений (особенно высо- та) оказываются недостаточными для значительной части операто- ров, что создает им неудобства при работе, а но вторОьМ обитае- мые отделения получаются большими, что приводит к увеличению силуэта и массы ганка. В настоящее время в качестве расчетною принято значение 90-го перцентиля, г. с. проектирование в расчете на антропометри- ческие показатели 90% операторов, что позволяет создать прием ле.мыс условия размещения большему числу танкистов, чем при расчете на среднего представителя контингента, и улучшить об- щемашинныс показатели ганкз: уменьшить его массу и силуэт по сравнению с проектированием в расчете на наиболее крупного представителя. В связи со значительным диапазоном основных антропометри- ческих показателей членов экипажа необходимо приспосабливать рабочие места к расчетному контингенту операторов. Это достига- ется введением регулируемой установки оборудования, главным образом сидений. Минимальный диапазон регулирования сидений должен обеспечивать удобство работы операторов от 10-го до 90-го перцентиля. Обязательным является выполнение проемов люков танков r расчете на наиболее крупных представителей, так как размеры проемов определяют время посадки высадки экипажа’ и эвакуа- ции раненых, что особенно важно в аварийной ситуации. Реализация требований к размерам рабочих мест операторов должна осуществляться на самых ранних стадиях проектирования танка. Критерием оценки качества проектируемого рабочего места является эталонный треугольник позы. Рабочая поза оператора определяется тремя элементами оборудования рабочего' места: 48
прибором наблюдения, сиденьем, упором ног (подпятник, поднож- ка, педаль). В продольном сечении рабочего места могут быть вы- делены три характерные точки, сопряженные с телом оператора: Г (глаз) — точка расположения глаза при наблюдении в опти- ческий прибор; Т (таз) точка пересечения осей подушки и спинки сиденья; II (нога) точка контакта стопы с упором подпятника. По этим точкам строится треугольник ГТП, характеризующий рабочую позу. Эталонный треугольник строится для оператора 90-1 о перцентиля в физиологически оптимальной позе. Сравнение треугольника, построенного по материалам проекта, с эталонным позволяет достаточно быстро оценить степень выпол- нения эргономических требований к организации рабочей позы н позы отдыха оператора. Метод треугольника рабочей позы позволяет сопоставлять раз- личные варианты машин и рабочих мест, сравнивать их с прототи- пами и может использоваться при экспертизе пространственной организации экспериментальных образцов танков. Работоспособность оператора не может быть устойчивой в то- чение длительного времени при неизменной позе, даже если она он тимальна. Некоторая подвижность оператора даже при самой плотной компоновке должна обеспечиваться для перехода в позу кратковременного отдыха. Принимая эту позу, оператор откидыва- ется на спинку сиденья, меняет положение ног, сохраняя возмож- ность быстро перейти в рабочую позу. Если по условиям компонов- ки не удается добиться полной реализации оптимальной рабочей позы, то это требование необходимо выполнить для позы кратко- временного отдыха. Кроме того, целесообразно предусмотреть воз- можность длительного отдыха оператора с частичным или полным покиданием сиденья. В настоящее время разработана система взаимосвязанных раз- мерных показателей (высота Н, длина L, ширина В), определяю- щих конфигурацию рабочего места в целом (рис. 3.1), позволяю- щая рационально конструировать рабочее место танкиста. Идентичность подхода к выбору позы и расчетных значений по- казателей операторов различной специализации создает предпо- сылки для унификации рабочих цест. Однако добиться полной уни- фикации невозможно ввиду различия функций операторов, обору- дования рабочих мест и алгоритмов их деятельности. Из всех показателей, определяющих конструкцию обитаемого отделения в целом и рабочего места в частности, наиболее значи- мыми являются максимальная высота рабочего места (Нк — кон- 49
структивная высота), а также расстояние между крышей (крыш кой люка) и оптической осью основного прибора, расстояние меж- ду оптической осью и сиденьем, расстояние между сиденьем и по- лом (Н6, и Н3 соответственно). В настоящее время для положения «сидя» минимальное значе- ние конструктивной высоты рабочего места, регламентированное РЭО-СВ 80 (см. с. 7), для командира— I 100, наводчика — 1 050, Рис. 3.1. Основные конструктивные параметры рабочего места оператора: / — рабочая поза; i — поза кратковременного отдыха; 3 — позп длительного отдыха Уменьшить высоту рабочего места водителя можно за счет пе- рехода к рабочим позам с отклонением туловища назад и полуле- жа, что достигается установкой специальных сидений с развитой сегментной спинкой и подголовником. Минимальная высота рабоче- го места водителя при посадке полулежа находится в пределах 850 мм. Для сохранения физиологической оптимальности позы умень- шение высоты рабочего места оператора должно быть компенсиро- вано увеличением его длины. Ширина рабочего места дифференци- рована в различных зонах. Между геометрическими параметрами рабочего места, антропо- метрическими показателями оператора и параметрами позы уста- новлены аналитические зависимости, позволяющие рассчитывать размеры рабочих мест в зависимости от размещения оператора по- средством варьирования угла отклонения туловища от вертикали ‘ и высотных размеров с учетом заданных ограничений. 50
Расчет производится с использованием двухмерной модели (рис. 3.2) для определения положения характерных точек человека (глаза, стопы, колена и др.) и оценки параметров треугольника по- зы. Основные конструктивные параметры рассчитываются по сле- дующим формулам: Н* = Н3 + АГ, + АВ sin 4- BD sin 0, + DM,; LK = LCcos ti 4- CK cos -[2 + /(AcosP2 4-AZ?cosp,4-2?£)cosH, -\-DM2 Результаты расчета размеров рабочего места оператора 90-го перцентиля в оптимальной позе (ао=105°, 0О=97,5°) при изменяю- щейся высоте сиденья Н3 над полом (уровнем размещения стоп) приведены в табл. 3.1. Расчет размеров рабочего места с применением САПР позволя- ет учитывать эргономические требования на самых ранних стадиях проектирования танка, что позволяет рационально использовать объем обитаемых отделений. Система размерных показателей и регламентация их минималь- ных значений руководством по эргономическому обеспечению соз- дания военной техники позволяют производить эргономическую экспертизу пространственной организации рабочих мест танков и ставить конкретные задачи по их улучшению. 51
Таблица 3.1 Расчетные значения параметров рабочего места, мм Высота сидгнья над уровнем пола //3 "к 'к Вы'отл сиденья над уровнем пола "к Z К 0 805 1470 240 1165 1245 40 870 1445 280 1215 1190 80 930 1415 320 1265 1135 120 995 1380 360 1310 1075 150 10.50 1340 400 1355 1000 200 1110 1295 Командир танка использует значительное количество техничес- ких средств управления, выполняя при этом различные движения. Наибольшее свободное пространство требуется для динамического и статического кругового обзора, заряжания пулемета, ручного за- ряжания пушки, управления танком в походном положении. Требо- вания РЭО-СВ—80 к параметрам рабочего места командира при- ведены в табл. 3.2. Одним из перспективных направлений совершенствования ра- бочего места командира является установка комбинированного па- норамного прибора, исключающего применение вращающейся ба- шенкй и обеспечивающего следующие преимущества: при динамическом обзоре значительно уменьшается диапазон движений и энергозатраты, связанные с ручным управлением ко- мандирской башенкой; обеспечивается большой диапазон движений головы и туловища при статическом обзоре; окуляры прибора более удалены от сиденья командира, что ис- ключает удары головой о прибор при движении машины. Специальные исследования показали, что панорамный прибор может быть установлен в башню серийного танка. При этом улуч- шилась пространственная организация рабочего места командира при высокой степени реализации требований РЭО-СВ—80 (см. значения параметров опытного рабочего места в табл. 3.2). Увели- чились также ширина рабочего места на уровне плеч и .локтей, особенно влево от сиденья, свободное пространство на уровне голо- вы в продольном и поперечном направлениях, появилась возмож- ность принять позу отдыха непосредственно на рабочем месте. Кро- ме того, с целью снижения утомления командира при выполнении длительных маршей в походном положении была проработана воз- можность размещения командира сидя в открытом люке. 52
Таблица 3.2 Основные параметры рабочего места командира танка, мм Параметр (см. рис. 3.1) Требования РЭО-СВ—80 Опытное рабочее место Высота рабочего места Нк 1100-1200 1200-1300 более 1300 1290 Высота от сиденья до крыши (люка) Hi >950 >960 >970 970 Высота от сиденья до оптической оси основного прибора наблюдения (прицеливания) Н2 750 750 750 750 Высота сиденья над уровнем пола /73 >150 >240 >330.. .400 320 Высота в зоне размещения коленей //< >750 >750 >750 800 Высота в зоне размещения стоп Н5 >300 >300 >300 400 Высота от оптической оси прибора до крыши на расстоянии 100 мм от прибора Н6 >160 >160 >160 220 Диапазон регулировки сиденья по вертикали Н7 >100 >100 >100 100 Максимальная длина LK >1200 >1100 >1050 1260 Длина от сиденья до передней ограничивающей поверхнос- ти L\ >950 >950 >950 1050 Длина от сиденья до подножки (подпятника) L2 750 700 650 600 Й Диапазон регулировки сиденья по горизонтали L2 1 0.. .100 0. ..100 0.. .100 0
2 ' 1 u. Параметр (см. рис. 3.1) Смещение окуляра (центра выходного окна) основного при- бора относительно сиденья по горизонтали L< Свободный размер на уровне головы по горизонтали Максимальная ширина Вк Ширина на уровне плеч для рабочей позы (влево 4 вправо от оси сиденья) Bi= В{ 4- В{ Ширина на уровне локтей для рабочей позы (влево + впра- во от оси сиденья) Bj • В2 + Ширина на уровне плеч для позы кратковременного отдыха (влево 4 вправо от оси сиденья) В3 = В3 4- В3 Ширина на уровне локтей для позы кратковременного от- дыха (влево 4 вправо от оси сиденья) В<~ ВА 4- ВА Ширина на уровне таза В& Ширина на уровне размещения коленей В6 Ширина на уровне размещения стоп В7 Смещение окуляра (центра выходного окна) основного при- бора от оси сиденья влево или вправо В8 Свободная ширина на уровне головы В9
Продолжение табл. 3.2 Требования РЭО-СВ—80 Опытно • рабочее место Высота рабочего места Нк 1100-1200 1200-1300 более 1300 1290 300. . .360 300.. .360 300.. .360 310 >500 >450 >400 520 >600 >600 >600 600 >(2504-350) >(2504-350) >(2504-350) 250-4-380 >(2504-350) >(2504-350) >(2504-350) 250-300 >(2504-300) >(2504-300) >(2504-300) 250*310 >(2504-300) >(2504-300) >(2504-300) 250* 340 >450 _>450 >450 450 >450 >450 >450 450 >400 >400 >400 310 cso <80 <80 80 >480 >480 >480 490
3.2. СПОСОБЫ УЛУЧШЕНИЯ ПОСАДКИ ВОДИТЕЛЯ Поиск конструктивно-компоновочных решений, обеспечиваю- щих улучшение условий работы водителя в ограниченном прост- ранстве отделения управления низкосилуэтного основного танка, представляет собой одну из наиболее важных и сложных задач современного танкостроения. При высоте отделения управления 930 мм расстояние от си- денья до крыши не превышает 830 мм, что меньше среднего роста водителей в положении сидя. Многие водители работают в чрез- мерно согнутой позе на сиденье, отодвинутом в крайнее заднее по- ложение. С другой стороны, в боевом положении для водителей ростом ниже 165 см слишком велико расстояние от сиденья до при- боров наблюдения, что заставило ввести дополнительную подушку, укладываемую поверх основной. Анализ показывает, что улучшение посадки водителя (без уве- личения высоты корпуса) возможно за счет отклонения его тулови- ща назад. Лабораторные исследования и пробеговые испытания позволили определить основные принципы построения рабочего места водите- ля при такой посадке: переднюю часть подушки сиденья необходимо приподнять так, чтобы сохранялась физиологически оптимальная поза водителя; спинка сиденья должна иметь специальный профиль для обес- печения естественной посадки водителя; голова должна опираться на подголовник; выходное окно прибора наблюдения следует развернуть перпен- дикулярно линии взора водителя; органы управления и индикаторы должны быть расположены в зоне досягаемости и обзорности. При разработке приборов наблюдения для водителя необходи- мо учитывать следующее: при опоре на подголовник расстояние от глаз водителя до вы- ходных окон призменных приборов достигает 100—200 мм. Это сужает обзор, который должен быть достаточным, чтобы водитель видел ориентиры при движении танка по пересеченной местности; поскольку отклонение выходного окна призменных приборов от вертикали приводит к оптическому искажению пространства (так называемое отклонение линии горизонта), необходимо ограничить отклонение нормального луча в вертикальной плоскости значением 6 = 20...30° (при этом время адаптации водителя к искажению пространства не превышает 10—15 мин). При посадке водителя с отклонением назад можно использо- вать приборы экранного типа с элементом Френеля. Преимущест- вами таких приборов являются: возможность наблюдения местнос- ти на экране прибора с расстояния 100—300 мм без изменения по- ля зрения и малые размеры входного окна. Недостатки: ограни- ченные размеры выходного зрачка; большие габаритные размеры 55
нижней части прибора; сравнительно низкие разрешающая способ- ность и свстопропускание (по сравнению с призменными прибора- ми). Установка таких приборов в танках возможна при устранении указанных недостатков. При посадке водителя с отклонением назад на 20—30° отделе- ние управления может иметь высоту до 900 мм и длину 1 500 мм. При отклонении водителя на 30—40° назад отделение управления может иметь высоту до 850 мм, но длина его при этом увеличива- ется до 1700 мм, несколькр ухудшаются условия посадки и выхода водителя из машины, усложняется также размещение оборудова- ния в отделении управления. Посадка водителя с отклонением назад была реализована в 60-х гг. в английском танке «Чифтен», а в 70-х—»на американском танке М-1 (рис. 3.3). Рис. 3.3. Схема посадки водителя в танке М-1 в боевом (а) н походном (б) положении В танке «Чифтен» с высотой отделения управления 880 мм та- кая посадка способствует снижению неблагоприятного воздействия на водителя вертикальных ускорений, при этом улучшается .защи- та от минного подрыва за счет установки сиденья на полике с за- зором от днища 50 мм. В танке М-1 водитель размещается в физиологически оптималь- ной рабочей позе в отделении управления высотой около 925 мм; общая высота корпуса танка уменьшена по сравнению с танком М:60А1 на Г50 мм. К недостаткам рабочего места водителя танка М-1 относится высокое расположение ног, затрудняющее измене- ние рабочей позы при длительном вождении танка, а также посад- ку в танк и выход из него. Во вновь разрабатываемых танках схему посадки водителя с отклонением назад применяют при компоновке отделения уп- равления. Улучшить посадку водителя в серийном танке со сло- жившимся интерьером отделения управления сложно, поскольку это обычно связано с большими переделками корпуса, ухудшением условий входа — выхода, эвакуации через аварийный люк, перехо- да в боевое отделение и обратно. 56
Основные особенности измененного отделения управления сле- дующие (рис. 3.4): приборы наблюде- ния малой перископич- ности (100—125 мм) установлены в люке; крыша корпуса н месте размещения го- ловы вместе с люком наклонена вперед на Рис. 3.4. Схема отделения упрамения танка с улуч- шенной посадкой водителя (пунктиром показами рас- положение водителя н ни терьер в серийном танке) пропшорадиационный подбой в этом месте вынесен на наруж- ную броневую поверхность (надбой); верхний лобовой лист не имеет ниши для установки приборов наблюдения; сиденье имеет развитую спинку и подголовник с противорадиа- ционным подбоем; •*' отсутствует механизм подъема в походном положении, что поз- воляет установить сиденье на 50 мм ниже, чем в серийном танке; посадка водителя в походное положение производится за счет складывания спинки сиденья. Подобная переделка отделения управления серийных танков позволяет улучшить их эксплуатационные параметры: на 25—30% уменьшить ослабленную зону верхнего лобового листа; на 30—40 % уменьшить общую площадь сквозных вырезов для размещения при- боров наблюдения и расширить сектор обзора по горизонту со 140 до 180°. На место центрального прибора наблюдения может быть установлен ночной бинокулярный прибор ТВН-5; остальное оборудование, разработанное для экспериментального макета, по- казано на рис. 3.5,3.6. , Пробеговые испытания макета показали, что на усовершенство- ванном рабочем месте обеспечивается удобная рабочая поза 90 % водителей разного роста; уменьшается усталость водителя в про- цессе длительного вождения танка (практически исключаются бо- ли в пояснице и шее). В результате средняя скорость движения на марше по ровным дорогам повышается на 5 %, а на трассах с пре- пятствиями — на 13 %, при этом количество ошибок (остановок, наездов на препятствия и др.) уменьшается примерно на 20 %. 57
5Н Рис. 3.5. Опытное сиденье водителя в боевом (а) и походном (б) положении Рис. 3.6. Вид макетного люка водителя снаружи (о) и изнутри (б): I,— надбо*; 2 — броневая крышка; 3— прпборы наблюдения; 4 — подбой
Глава 4 ЭРГОНОМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЯ РАБОЧИХ МЕСТ 4.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ В танках средства управления размещаются на пультах управ- ления, лицевых панелях приборов, блоках управления, а также вы- полняются в виде самостоятельных органов управления (ОУ) и средств отображения информации (СОИ). К ним относятся рыча ги, педали, поворотные рукоятки, тумблеры, маховики, селекторные переключатели, кнопки, индикаторы, табло, сигнализаторы различ- ного вида и т. и. В серийных танках общее число ОУ и СОИ, используемых в различных режимах управления, регулирования и контроля, сос- тавляет 250—300 единиц, различающихся по виду и назначению. При проектировании средств управления необходимо добивать- ся максимального согласования их с алгоритмом боевой деятель- ности операторов. При размещении ОУ и СОИ необходимо учиты- вать важность, последовательность и частоту их использования, функциональную связь между ними, а также антропометрические и психофизиологические показатели операторов. Средства отображения информации должны выдавать операто- рам всю необходимую информацию и аварийные сигналы при до- стижении пороговых значений контролируемых параметров, спо- собствуя правильному осмыслению оператором возникшей ситуа- ции н выбору управляющего воздействия («подсказывая» правиль- ное решение). В конструкции органов управления необходимо учитывать пси- хофизиологические и биомеханические свойства человека, и долж- на обеспечиваться возможность их использования без зрительного контроля, причем ножные органы управления должны применять- ся для больших и непрерывных воздействий, ручные — для быстрых и точных. Динамические характеристики систем управления должны со- ответствовать моторным навыкам человека: увеличение параметра следует осуществлять вращением по часовой стрелке, движением ножного ОУ (педали) вниз, а ручногоОУ—вверх, вправо или от себя. 59
Если необходимо обеспечить быстроту и координацию дейст- вий, ОУ собираются в оптимальной зоне досягаемости (принцип локализации). Если основным требованием является безошибоч- ность работы оператора, ОУ и соответствующие нм СОИ компону- ются в виде функциональных групп. Выбор ОУ определяется порядком управления, который связы- вает перемещение ОУ с реакцией объекта управления: при нуле- вом порядке реакция объекта управления линейно зависит от амп- литуды перемещения ОУ, при первом порядке от смещения ОУ за- висит скорость реакции объекта управления, при втором — ускоре ние, при третьем — скорость изменения ускорения. Чем выше порядок ОУ, тем большая концентрация внимания требуется и тем меньше времени человек-оператор может уделять выполнению других функций. Утомление и снижение качества ра- боты оператора быстрее развиваются при наличии в системе уп- равления ОУ высших порядков. Проектируя средства управления военной техникой, необходимо в максимально возможной степени использовать навыки, которые операторы приобрели в гражданской деятельности или в процессе освоения предшествующих образцов военной техники (например, средства управления движением танка целесообразно строить по аналогии с автомобилем). Для достижения максимальной скорости, избирательности и точности следует использовать правую руку (у большинства опера- торов она развивает усилие в 1,26 раза больше, чем левая). Оси вращения ОУ должны совпадать с направлением движения суста- вов (предпочтительны ОУ, требующие сгибания, а не разгибания суставов руки). При выборе типа ОУ рекомендуется руководствоваться следую- щими соображениями: кнопка — используется для быстрого выбора управляющего воз- действия, а также для пуска и остановки объектов управления, по- следовательного выполнения длинного ряда операций; тумблер — для точного, сравнительно редкого воздействия при необходимости выбора одного из двух (максимум трех) положений '(например, ВКЛ. — ВЫКЛ.); селекторный переключатель — для выбора управляющего воз- действия при большом числе возможных вариантов; поворотная ручка — для непрерывного изменения параметра; коленчатая рукоятка — для вращения более чем на 360°, когда не предъявляются высокие требования к точности угла поворота; рычаг — для больших и точно направленных, сравнительно ред- ких усилий; штурвал (рулевое колесо) — для точных и непрерывных воздей- ствий при длительном управлении. 60
Выбор типа органов управления рекомендуется производить с учетом степени их соответствия предъявляемым требованиям (табл. 4.1): по предлагаемой градации высшей степенью соответст- вия является первая, низшей — четвертая. Таблица 4.1 Степени соответствия органов управления предъявляемым требованиям Там органа управления Скороегь пе- ремещения Точность установки Прилагаемое усилие Диапазон перемещения Коленчатая рукоятка: малая большая 1 3 3 4 4 1 1 I Рулевое колесо 3 1 2 3 2 Рычаг движения: горизонтального вертикальною 1 1 3 2 3 1-3 3 3 Кнопка 1 4 4 4 Ножная педаль 1 3 1 4 При проектировании рабочих мест членов экипажа необходимо обеспечить функциональное единство информационного и моторно- го полей, которые включают в себя средства управления (приборы, пульты, органы управления и средства отображения информации); средства связи (переговорное устройство, радиостанцию); вспомо- гательное оборудование (ручные механизмы, используемые в ре- зервных режимах работы); средства регулирования параметров рабочей среды, ростовой подгонки сидений и др. При выборе (или разработке) составных частей оборудования рабочих мест нужно учитывать конструктивно-компоновочные осо- бенности интерьера обитаемого отделения, а также данные об ин- формации, необходимой оператору для принятия решений (исполь- зуются при разработке средств отображения информации), об уп- равляющих воздействиях (используются при разработке органов управления), об условиях и длительности работы оператора (ис- пользуются при разработке систем жизнеобеспечения, сидений, са нитарных устройств и др.), о видах обслуживания систем управле- ния, предписываемых оператору (используются при формировании зоны обслуживания). Оптимизация оборудования рабочего места представляет собой вариационную задачу, которая решается методами натурного маке- тирования. 61
4.2. ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИНФОРМАЦИОННЫМ И МОТОРНЫМ полям В соответствии с основополагающими нормативными докумен- тами по эргономическому обеспечению военной техники проектиро- вание информационных и моторных полей рабочих мест должно проводиться с учетом: последовательности выполнения операций управления (ОУ и СОИ на пульте управления или лицевой панели прибора должны располагаться в соответствии с порядком действий оператора); функционального соответствия операциям управления (ОУ и СОИ, обеспечивающие выполнение логически законченного блока операций, следует объединять в единую функциональную группу; на панелях управления функциональные группы должны выде- ляться графически или цветом с соответствующими надписями; СОИ и соответствующие им ОУ внутри функциональных групп должны размещаться рядом); значимости и частоты использования средств управления (наи- • более важные и часто используемые ОУ и СОИ должны распола- гаться в наиболее удобных и доступных для восприятия и воздей- ствия местах). При разработке панелей пультов управления следует учиты- вать антропометрические показатели контингента танкистов. Информация, выдаваемая оператору, должна отображать наи- более существенные признаки ситуации (процесса), необходимые для принятия решения, и, как правило, однозначно определять его действия без расшифровки или декодирования. При наличии боль- шого числа учитываемых признаков (или параметров), подлежа- щих одновременному контролю, необходимо применять интеграль- ные индикаторы. Наиболее важные и часто используемые индикаторы должны размещаться в центральной зоне обзора под углом ±15° к сагитта- льной плоскости по горизонтали и ±15ф — к нормальной липни взгляда в вертикальной плоскости (рис. 4.1). Плоскость панели пультов управления должна устанавливать- ся с отклонением от перпендикуляра к линии взора, нс превышаю- щим 30°. При наличии нескольких индикаторов аварийной и критической информации в центральной зоне обзора должен устанавливаться общий (интегральный) аварийный сигнализатор, срабатывающий при достижении любым из контролируемых параметров порогового значения. Аварийная визуальная сигнализация должна дублиро- ваться звуковой через головные телефоны танкового переговорно- го устройства. .СОИ должны обеспечивать оператора сведениями о результатах его управляющих воздействий (обратная связь). Шкалы стрелоч- ных приборов должны иметь четко обозначенные границы допусти- мых отклонений контролируемых параметров. Кодирование инфор- 62
мацни должно быть однообразным для всех звеньев системы ото- бражения информации, а надписи на световых табло (транспаран- тах) краткими, видимыми и разборчивыми независимо от того, проходит ток через индикатор или нет. Индикаторы, предназначенные только для технического обслу- живания танка, должны размещаться отдельно от рабочих индика- торов и закрываться съемными или откидывающимися крышками, чтобы не отвлекать внимания оператора в боевой обстановке. Группы СОИ, отражающие различные смысловые сведения, должны отличаться друг от друга как минимум двумя признаками (обязательно разное место размещения, а также форма, цвет или разделительные линии). Группы СОИ периодического пользования должны размещаться во второстепенной и периферийной зонах, позволяющих получить информацию при повороте головы. Графическое исполнение отсчетных устройств, виды кодирова- ния информации, яркость свечения индикаторов, геометрические параметры табло, циферблатов и шкал должны отвечать требова- ниям соответствующих государственных стандартов. Вид органов управления, их взаимное расположение, допусти мые усилия, форма и размеры приводных элементов и расстояния между ними, а также их обозначение и кодирование должны также соответствовать требованиям государственных стандартов. 63
Рекомендуемое размещение ОУ по зонам рис. 4.2. представлено на Рис. 4.2. Размещение органон уп- равления п горизонтальной плос- кости: I — эона для наиболее важных и очень часто используемых органов управле- ния (оптимальная эона моторного по- ля); 1 — эона для часто используемых органов управления (эона легкой дося- гаемости моторного поля); 3 — зона для редко используемых органов уп равления (зона досягаемости моторно- го поля) Для обеспечения устой- чивого положения руки опе- ратора (локоть и кисть) при продолжительных или час- тых и точных управляющих движениях должны иметь упор. Ис- ходное положение всех органов управления должно четко обозна- чаться и фиксироваться. Размещение органов управления, обозначений и надписей дол- жно облегчать оператору запоминание последовательности дейст- вий и соответствовать привычным стереотипам, обеспечивать эко- номию энергии и времени. На одном блоке не должно быть двух одинаковых обозначений разных органов управления. При выборе обозначений контролируемого параметра и вида надписей необхо- димо учитывать: требуемую точность идентификации; время, кото- рым располагает оператор; расстояние считывания; уровень осве- щенности; контрастность надписи относительно фона панели. Органы управления не должны закрывать надписи: если панель находится выше уровня глаз, надписи рекомендуется располагать ниже, а во всех остальных случаях выше органов управления. Ор- ганы управления индикаторами должны располагаться так, чтобы оператор не закрывал их рукой. Надписи должны соответствовать эксплуатационной докумен- тации с попользованном общепринятых сокращений; все надписи рекомендуется выполнять прописными буквами. При освещенности Е> 10 лк должны использоваться черные знаки на светлом фоне, а при Е<10 лк— белые знаки на темном фоне. Перемещение ручных органов управления должно подчиняться единому правилу: движение на себя, вверх, вправо или по ходу ча- совой стрелки соответствует увеличению параметра, пуску, включе- нию; движение от себя, вниз, влево или против часовой стрелки — уменьшению параметра, остановке, выключению. Усилия на пе- дали должны находиться в пределах, указанных в табл. 4.2. 64
Таблица 4.2 Допустимые усилия на ножные органы управления Педаль Усилие. Н минимальное максимальное Подачи топлива 15 80 Главного фрикцио- на (слива) 45 150 Тормоза 45 300 Органы управления, используемые при наблюдении за объектом, оператор должен легко находить вслепую и управлять ими на ощупь. Для исключения аварийных ситуаций ОУ снабжаются сред- ствами защиты (блокировки) от случайного (неправильного) дей- ствия оператора. Взаимное размещение органов управления должно обеспечи- вать свободное манипулирование ими оператором (в том числе одетым в зимнюю одежду и находящимся в индивидуальных сред- ствах защиты), а количество их должно быть минимальным. Орга- ны управления, предназначенные для выполнения противополож- ных функций (пуск —стоп, запись — стирание), должны кодиро- ваться (формой, расположением, размером, цветом, надписями). Сопротивление ОУ должно обеспечивать оператора информа- цией о реакции объекта управления; крайние положения органов управления должны фиксироваться. Органы управления должны иметь минимальный холостой ход (за исключением случаев, когда его значение задается). К кноп- кам и клавишам предъявляются специфические требования: при большом их числе они должны быть объединены в наборы или сгруппированы по цветовому, пространственному, логическому и другим признакам; кнопки (клавиши) для производства заверша- ющих операций (ввод данных и др.) должны отличаться размера- ми или цветом от остальных кнопок. В соответствии с изложенными требованиями можно указать следующие наиболее распространенные недостатки средств управ- ления современными серийными танками: отсутствие выделения функциональных групп ОУ и СОИ; перегруженность лицевых панелей вспомогательными элемен- тами (предохранителями, органами, используемыми для регулиров- ки, настройки и др.); разобщенность ОУ и относящихся к ним индикаторов; неправильное оформление и размещение надписей; размещение ОУ и СОИ на лицевой панели без учета зоны рас- положения и ориентации панели пульта управления в интерьере рабочего места; большое число разнообразных ОУ и СОИ; 5 Зак. 22 «с» 65
отсутствие мер защиты ОУ от случайных действий. Приборы наблюдения и прицеливания должны отвечать следую- щим эргономическим требованиям: расстояние между зрачками бинокулярных приборов должно регулироваться в пределах от 50 до 76 мм; иметь плавную регулировку яркости освещения прицельной марки в зависимости от яркости фона; шкалы, индексы и другие СОИ, находящиеся в поле зрения при- бора, должны четко различаться, но не мешать наблюдению за местностью. Все оптические приборы, требующие постоянной ориентации глаз, должны быть обеспечены опорой для головы (налобниками) и наглазниками, к которым, в свою очередь, предъявляются следу- ющие требования: очки, налобники и окуляры должны быть сов- местимы со шлемами и противогазами; конструкция налобника мо- нокулярного прибора должна обеспечивать возможность наблюде- ния правым и левым глазом; налобники и наглазники прицелов должны предохранять голову оператора от травм. Конструкция монокулярных и бинокулярных приборов наблю- дения и прицеливания должна обеспечить расположение глаз на расстоянии не менее 25 мм от наружной поверхности выходной линзы окуляра. Глаз должен совмещаться с оптической осью вы- ходного зрачка всех приборов наблюдения и прицеливания. 4.3. ОПТИМИЗАЦИЯ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ Из-за недостатков конструкции средств управления возможны ошибочное включение ОУ, временные задержки, пропуск значимой информации и др. Поэтому уже на ранних стадиях проектирования рабочих мест экипажа необходим детальный анализ информационного и мотор- ного полей. Наиболее простым методом оптимизации информаци- онного и моторного полей рабочего места оператора является ме- тод анализа связей, позволяющий разместить ОУ и СОИ в соответ- ствии с важностью и частотой их использования в боевой обста- новке. Сущность этого метода заключается в следующем. Все СОИ и ОУ классифицируются по степени важности и частоте использова- ния отдельно или по функциональным группам. Например, блок аварийной сигнализации водителя, щиток контрольных приборов, пульт включения прибора и др. По важности вводятся три степени градации = 2, 3): 3 — наиболее важные ОУ и СОИ; 2 — менее важные; 1 — наименее важные. По частоте использования вводятся также три степени градации К/(/=1, 2, 3): 66
3 — постоянно используемые в работе ОУ и СОИ; 2 — периодически используемые; I —единично используемые. Определяются ранги связей: Rc-=KtKj. (4.1) СОИ и ОУ, имеющие высший ранг связей (/?с>6), должны раз- мещаться в центральной зоне обзорности и досягаемости; имеющие средний ранг (/?с = 3 ... 6) — во второстепенной или центральной (при наличии места для размещения); имеющие низший ранг (Яс = 1 ... 2) — в периферийной или второстепенной. Направления оптимизации средств управления. Человек должен выполнять операции, которые невозможно или нецелесообразно автоматизировать: операции, требующие принятия решения или выбора (например, выбор типа баллистики, электроспуск, переход на другой режим функционирования и др.); операции дублирования при выходе из строя элементов автома- тики; операции ввода исходных данных в вычислитель и бортовую ЭВМ (при отсутствии датчиков); разовые и периодические операции включения, смены режимов функционирования систем управления. Внедрение автоматики целесообразно, в первую очередь, для тех рабочих операций, которые имеют определенную логическую последовательность, т. е. могут быть запрограммированы. Это поз- волит разгрузить членов экипажа от стереотипных, повторяющихся операций, уменьшить количество ОУ и СОИ на рабочих местах. Так, оснащение отечественных серийных танков автоматизиро- ванной системой управления огнем при сокращении численности экипажа с четырех до трех человек позволило снизить логическую сложность и темповую напряженность процесса подготовки выст- рела, повысить точность стрельбы и прицельную скорострельность. Вместе с тем, введение лазерного дальномера, танкового баллисти- ческого вычислителя, устройства выработки боковых упреждений, механизма (автомата) заряжания и комплексов управляемого во- оружения привело к увеличению номенклатуры и числа органон управления на рабочих местах членов экипажа (табл. 4.3, 4.4). Средства управления постоянного использования в боевом режиме днем по отношению к общему количеству средств управления сос- тавляют 6—9 % у командиров танков, 10—14 % у наводчиков, 15—20 % У водителей. Остальные используются в подготовитель- ном, контрольном и аварийном режимах и при техническом обслу- живании. Общее число средств управления на серийных танках по сравнению с танком Т-62 возросло в 1,9—2,3 раза. Из данных табл. 4.4 видно, что число органов управления пос- тоянного использования на рабочем месте водителя современных отечественных танков такое же, как в танке Т-62, но больше, чем в американском танке М-1. Это обусловлено наличием в танке М-1 5* 67
Таблица 4.3 Распределение средств управления огнем и движением в серийных тайках Назначение Средство управления т-ао (СССР) Т-62 (СССР) М-1 (США) На р абочем мес те командира Включение аппарату- ОУ 4 4 3 ры СОИ 0 0 2 Всего 4 4 5 Управление огнем и ОУ 3/3 2/2 8/8 движением в боевом ре- СОИ 4/1 2/1 5/3 жиме Всего 7/4 4/3 13/11 Обеспечение условий ОУ 47 5 8 стрельбы, движения и управления в аварийном режиме СОИ 6 1 3 Всего 53 • 6 11 Техническое обслужи- ОУ 7 2 3 ванне, загрузка боеком- СОИ 0 0 1 плекта, регулирование Всего 7 2 4 Итого 7! 16 33 На р абочем месте наводчика Включение аппаратуры ОУ 10 11 3 СОИ 8 3 3 Всего 18 14 6 Стрельба ОУ 13/6 4/4 7/6 СОИ 12/5 5/5 0/7 Всего 25/11 9/9 Обеспечение условий ОУ 36 10 47 стрельбы и управления СОИ 11 0 14 в аварийном режиме Всего 47 10 61 Регулирование, про- ОУ 16 6 14 верка, техническое об- служивание СОИ 11 0 2 Всего 27 6 16 Итого 117 39 | 99 На рабочем месте водителя Пуск двигателя, уп- ОУ 16/6 17/6 6/5 11/4 равление движением СОИ 16/9 16/10 Всего 32/15 23/11 27/14 68
Продолжение табл. 4.3 Назначение Средство управ- ления Т-80 (СССР) Т-62 (СССР) М-1 (США) Контрольный осмотр, ОУ 32 17 19 техническое обслужнва- сои 14 7 26 Всего 46 24 45 Итого 78 47 72 На рабочем месте заряжа ющего Включение аппаратуры ОУ 1 5 СОИ — 0 0 Всего — 1 5 Стрельба ОУ 1/1 4/2 СОИ . — 1/0 2/2 Всего — 2/1 6/4 Обеспечение условий ОУ 12 2 стрельбы и управления СОИ — 0 1 в аварийном режиме Всего — 12 3 Итого 15 14 Примечание. Под косой черта । — средства управления постоянного использования в боевом режиме днем. Таблица 4.4 Распределение средств управления огнем и движением серийных танков, ____________________используемых в боевом режиме____________________ Танк Член экипажа Средства управления постоянного исполь зоваяия в боевом режиме Общее число ОУ СОИ Всего ОУ | СОИ Всего Т-80 Командир 3/3 4/1 7/4 61 10 71 Наводчик 8/6 7/5 15/11 75 42 117 Водитель 6/6 9/9 15/15 47 31 78 Командир 2/2 2/1 4/3 13 3 16 Т-62 Наводчик 4/4 5/3 9/7 31 8 39 Водитель 6/6 5/5 11/11 34 13 47 Заряжающий 1/1 1/1 2/2 14 1 15 Командир 8/8 3/3 11/11 22 11 33 М-1 Наводчик 6/6 7/7 13/13 71 28 99 Водитель 4/4 10/10 14/14 30 42 72 Заряжающий 2/2 2/2 4/4 11 3 14 Примечание. Под косой чертой — средства управления постоянного использования в боевом режиме днем. 69
системы автоматического переключения передач и штурвального привода управления поворотом. Увеличение числа органов управ- ления постоянного использования на рабочем месте наводчика в со- временных отечественных танках по сравнению с танком Т-62 обу- словлено установкой автоматизированной СУО (механизм заря- жания, лазерный дальномер, ТБВ и управляемое вооружение), обеспечивающей существенное (в 1,7 раза) увеличение дальности действительной стрельбы и уменьшение (в 3 раза) времени под- готовки и производства первого выстрела. В усовершенствованном опытном отечественном танке число средств управления, используемых наводчиком в различных режи- мах, сокращено на 30 % по сравнению с танком Т-80 за счет авто- матизации промежуточных операций включения СУО, амплитудно- временной селекции целей по дальности, подготовки исходных при- цельных установок для стрельбы из пулемета с помощью ТБВ, встроенного контроля исправности блоков управления и других операций. В этом танке командиру обеспечена возможность дублирования управления огнем и улучшены его поисковые возможности за счет установки приборного комплекса со стабилизированным полем зрения. Установлен новый объединенный командирский пульт уп- равления с улучшенными эргономическими характеристиками и уменьшен состав средств управления. Однако расширение функ- циональных возможностей командира привело к возрастанию об- щего числа средств управления на его рабочем месте (~ на 25 %). Сравнение серийных отечественных танков с зарубежными тан- ками «Леопард-2> и М-1 показывает, что число средств управле- ния постоянного использования в боевом режиме на рабочих местах членов экипажей практически одинаково, а общее их число на за- рубежных танках примерно в 1,2 раза меньше, что обусловлено, в основном, отсутствием механизма заряжания, комплекса управляе- мого вооружения и менее развитой системой защиты от оружия массового поражения. Прогрессивным решением в танках «Лео- пард-2>, М-1 является использование: комбинированного (дневно-ночного) прицела наводчика со встроенным тепловизионным каналом; системы дублирования управления огнем командиром с лазер- ным дальномером и ТБВ; системы автоматического переключения передач и штурваль- ного привода управления поворотом на рабочем месте водителя; контроля настройки и выверки блоков СУО без выхода членов экипажа из машины; средств диагностирования технического состояния сборочных единиц и агрегатов моторно-трансмиссионной установки, систем энергоснабжения и связи; пороговых сигнализаторов параметров МТУ; панорамного прибора наблюдения и прицеливания командира (в танке «Леопард-2>). 70
Важное значение для улучшения боевой деятельности экипажа имеет правильное построение пультов управления. Часто выделе- ние ОУ и СОИ в функциональные группы даже без сокращения их числа дает хороший эффект, поскольку оператору легче отыскивать нужные в данной ситуации средства управления, а последователь- ность их размещения подсказывает порядок включения. Это обес- печивает безошибочность работы и сокращение времени выполне- ния операции. На лицевой панели опытного блока управления, доработанной с учетом эргономических требований (рис. 4.3), выделены функ- циональные группы управления артиллерийским огнем, механиз- мом заряжания и ПТУР. Рис. 4.3. Пульт управления СУО: а — серийный; 6 — после эргономической доработки 71
Взаимосвязанные ОУ и СОИ здесь размещены рядом, индика- торы установлены над соответствующими ОУ, что позволяет не пе- рекрывать их рукой при манипулировании ими; вспомогательные элементы (предохранители) вынесены с лицевой панели на боко- вую поверхность блока. ОУ и индикаторы, используемые для под- готовительных операций, чтобы не отвлекать внимание наводчика, закрыты крышкой. Надписи на лицевой панели, их графическое исполнение помо- гают отыскать необходимые ОУ и СОИ. Последовательность ОУ и СОИ соответствует алгоритму работы наводчика. Эргономическое совершенствование пультов управления на ос- нове анализа управляющей деятельности экипажа позволяет су- щественно сократить номенклатуру и число ОУ и СОИ, а следо- вательно, объемно-массовые параметры оборудования. На рис. 4.4 показаны два варианта лицевой панели пульта уп- равления комплексом специальной защиты (КСЗ). В первом случае лицевая панель перегружена ОУ и СОИ, во втором—информация представлена интегрально и существенно сокращено число индикаторов и органов управления, что способ- ствует повышению скорости выполнения экипажем защитных ма- невров. Пороговая информация, выдаваемая на световые табло, обеспе- чивает лучшее восприятие по сравнению со шкальными стрелочны- ми индикаторами. На рис. 4.5 представлен блок аварийной и до- рожной сигнализации пульта управления водителя, на лицевую панель которого вынесена практически вся информация, необходи- мая для контроля состояния моторно-трансмиссионной установки, управления движением и контроля срабатывания противопожар- ного оборудования. Сравнительно небольшие габаритные размеры блока позволяют разместить его в оптимальной зоне обзора води- теля (около приборов наблюдения), что обеспечивает считывание информации с минимальным отрывом от наблюдения за мест- ностью. В правой части блока размещен интегральный сигнализатор, мигающий с частотой 3—5 Гц при выходе за пределы нормы лю- бого из контролируемых параметров и позволяющий водителю своевременно произвести необходимые действия. Установка новой аппаратуры в современных танках зачастую требует внесения изменений в первоначальную компоновку либо полной переработки приборов и пультов для обеспечения надлежа- щих условий их эксплуатации. В этом случае применяется блочное 72
Зак. 22 «ст Рис. 4.4. Опытный пульт управления КСЗ до (а) и после (б) эргономической проработки
конструктивное исполнение аппаратуры. В ряде случаев целесо- образно разделить на отдельные блоки пульт управления и испол- нительную часть аппаратуры. 150 Рис. 4.Б. Блок аварийной и дорожной сигнализации пульта управления водителя На рис. 4.6 показано размещение координатора танковой нави- гационной аппаратуры (THА) на рабочем месте командира. Ко- ординатор находится в зоне легкой досягаемости, однако его лицевая па- нель развернута относи- тельно плоскости нор- мального наблюдения на 50° в сторону боковой стенки башни и поверну- та на 90° относительно го- ризонтальной плоскости, что требует изменения рабочей позы оператора для считывания показа- телей. Рис. 4.6. Размещение штатной ТНА в командирском танке: i — координатор; 2 — индикаторный планшет в укладке С целью улучшения условий работы командира было предло- жено совместить индикаторный планшет с курсоуказателем в еди- 74
ном блоке, лицевая панель которого содержит всю необходимую информацию: координаты пункта назначения, текущие координа- Рис. 4.7. Блок-планшет ТНА: а — лицевая панель; б — общий вид; в — органы управления под крышкой КООРДИНАТЫ ты танка на местности, направление движения относительно ди- рекционного угла (рис. 4.7). 6’ 75
Размещение индикаторного блока-планшета (рис. 4.8) обеспе- чивает его досягаемость и обзорность. Варианты конструктивного оформления панорамного прибора наблюдения и прицеливания и пульта-штурвала командира (ма- кеты) представлены на рис. 4.9 и 4.10. Органы управления и ин- Рис. 4.8. Размещение блока-планше- та на рабочем месте командира: / — в рабочем положении (во время дви- жения танка); 3 — в укладке Рис. 4.9. Панорамный прибор наблю- дения и прицеливания дикаторы, расположенные на лицевой панели прибора и колонке штурвала, обеспечивают командиру удобный и быстрый переход •к дублированию управления. Выносной пульт внешней связи (рис. 4.11) облегчает компоновку радиостанции и улучшает доступ к органам управления для связи с абонентами. Размещение всей аппаратуры и пультов управления на рабочем месте командира показано на рис. 4.12. 76
Изложенные тенденции конструирования средств управления (блочное исполнение, функциональное группирование органов уп- Рис. 4.10. Пульт-штурвал командира в системе дублированного управления вож- дением Рис. 4.11. Выносной пульт управления радиостанцией равления и средств отображения информации, широкое примене- ние предельной и аварийной сигнализации, дублирование автома- 77
тизированных систем полуавтоматическим и ручным управлением) являются характерными для новых ОКР отечественного и зару- бежного танкостроения. Рис. 4.12. Размещение аппаратуры и пультов управления на рабочем месте командира 4.4. ОБЩИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СИДЕНЬЯМ ТАНКИСТОВ Сиденья танкистов имеют весьма разнообразное конструктив- ное исполнение. Учитывая функциональное назначение, необходи- мо унифицировать танковые сиденья в целом и их составные ча- сти. К сиденьям предъявляются следующие требования: обеспечение выполнения профессиональных действий и смены рабочей позы оператора, кратковременного и длительного отдыха; возможность непрерывного пребывания экипажа в танке в те- чение 48 ч без снижения уровня боеспособности; снижение механических колебаний и ударных перегрузок, воз- никающих при движении танка, стрельбе из танковой пушки, сна- рядном обстреле и минном подрыве. Сиденья должны соответствовать условиям размещения опера- торов с антропометрическими показателями по ГОСТ В 19288—73; конструкция сидений должна предусматривать установку съемной локальной противорадиационной защиты. Объемно-массовые параметры сиденья и его составных частей должны быть минимальными, посадка операторов — удобной. 78
Для изменения рабочей позы должны быть предусмотрены устройства регулирования угловых и линейных положений состав- ных частей сиденья без покидания оператором (рабочего места и без дополнительного применения специального монтажного инст- румента. В сиденье также должно быть амортизирующее устрой- ство при наличии динамического хода для вторичного подрессо- ривания. Большинство составных частей сиденья — основание, подушка, спинка, регулировочные устройства, подвеска сиденья (табл. 4.5) может быть унифицировано. Таблица 4.5 Составные части унифицированного сиденья танкиста Составная часть Функциональное назначение Основание подушки и спинка сиденья Подушка Спинка Обеспечение удобства рабочей по- зы оператора во время боевой рабо- ты, в походном положении и во вре- мя отдыха Регулировочные устройства по линей- ным и угловым перемещениям Индивидуальная регулировка си- денья для обеспечения необходимых углов в сочленениях тела оператора и удобства его работы с органами управления и оборудованием Амортизирующее устройство (подвес- ка) Снижение механических колебаний и ударных перегрузок па оператора Привязные ремни Обеспечение устойчивой посадки оператора на подушке сиденья при перегрузках Съемный подголовник Поддержание удобной рабочей по- зы при длительном пребывании опе- ратора в рабочем положении и во время отдыха Труднее унифицировать подъемный механизм сиденья водителя. Это обусловлено способами перевода сиденья водителя из боево- го положения а походное с разным перемещением его по вертика- ли и горизонтали. * 79
В табл. 4.6 и 4.7 приведены рекомендуемые РЭО-СВ—80 раз- меры сидений и пределы перемещения их составных частей при рос- товой регулировке и трансформации в различные положения. Таблица 4.6 Основные размеры сидении Параметр Сиденье водителя Сиденье командира. наводчика Групповые снденья десанта Ширина подушки, мм > 400 > 380 В Глубина подушки, мм 400 400 400 Угол наклона подушки к горизонта- ли, . . .* 10 5 5 Ширина спинки, мм > 400/> 400 > 330/ > 400 В Высота спинки, мм > 320/550 > 320/550 > 320 Высота верхней кромки спинки над подушкой, мм 400/600 >400/600 > 400 Ширина подголовника, мм > 250 — — Высота подголовника, мм 200 — — Высота верхней кромки подголовника над подушкой, мм 930 — — Примечания. 1. Под косой чертой указаны размеры при посадке опе- ратора с отклонением туловища от вертикали и полулежа; остальные парамет- ры— для положения сидя. 2. fl = 480 п, где п— число десантников. 3. Угол наклона подушки к горизонтали для положения полулежа опреде- ляется схемой посадки. Таблица 4.7 Пределы перемещения составных частей сиденья при ростовой регулировке и трансформации в положение для отдыха Составная часть и направление ее перемещения Сиденье водителя Сиденье командира, наводчика, иидиви дуальные сиденья десанта Сиденье по вертикали вверх, мм >100 >100 Сиденье по горизонтали вперед, мм >100 >100 Спинка по вертикали относительно по- душки, мм ±50 ±50 Угол наклона спинки сиденья, ... ° 90—180 с шагом не более 5° 90—120 с шагом не более 5° Подголовник по вертикали относитель- но подушки, мм —50.. .+50 — Примечание. За исходное положение при регулировке снденья прини- мается его крайнее заднее нижнее положение. 80
4.5. КОНСТРУКТИВНЫЕ СХЕМЫ ТАНКОВЫХ СИДЕНИИ Необходимость ограничения объемно-массовых показателей обитаемых отделений и эргономические требования к ним опреде- ляют специфику конструктивного исполнения танковых сидений. Например, сиденье водителя основного отечественного танка (рис. 4.13, а) имеет специальный параллелограммный подъемный механизм, позволяющий регулировать его положение по высоте. Рычаги механизма закреплены на кожухе торсиона второго катка. Это позволяет при переводе сиденья в боевое положение опускать его непосредственно на днище. Рис. 4.13. Снденья членов экипажа основных отечественных танков: а — водителя танков Т-64А. Т-72, Т-ВО; б командира танка Т-72; н — командира тайка Т 64А Сиденье помимо удобства работы должно обеспечивать защиту жизненно важных органов человека от радиационного излучения, для чего в подушке предусматривается защитный подбой. На 61
рис. 4.14 представлен один из вариантов такого сиденья для улуч- шенной посадки водителя. Оно имеет минимально возможную массу при мощной противорадиационной защите. Спинка склады- вается с помощью тяг таким образом, что, с одной стороны, служит сиденьем в походном по- ложении, а с другой сто- роны, освобождает место, необходимое для перехо- s да водителя в боевое от- деление и выхода в ава- рийный люк. Таким об- разом, из конструкции исключается подъемный механизм для перевода сиденья из боевого поло- Рис. 4.14. Сиденье водителя с противорадиационной защитой: I — подушка; 2 — подбой; 3 — шар- нир соединения подушки с нижней спинкой; 4 — нижняя спинка; 5 — шарнир сочленения спинок; 6 — верхняя спинка; 7 — тяги соедине- ния подушки с верхней спинкой; 3 — подлокотники с подбоем; 9 — верхняя спинка в походном поло- жении жения в походное, что позволяет устанавливать его на минималь- ную высоту над днищем. Важным вопросом является обеспечение безопасности и работо- способности экипажа после подрыва танка на мине. С этой точки зрения представляет интерес конструктивное исполнение сиденья водителя в американском танке М-60А1 (рис. 4.15). Оно установ- Рнс. 4.15. Сиденье водителя аме- риканского танка М-60А1: / — стойка; 2 — рукоятка регулирова- ния высоты подъема; 3 — каретка; 4 — спинка; 5 — подушка; б—рама; 7- кронштейн; «—рычаг регулирования угла наклона спинки; 9 — ось для от- кидывания сиденья к стойке; 10 — де- формируемая деталь. соединяющая стойку с днищем: II - рукоятка для откидывания сиденья к стойке; 13 — рукоятка продольного регулирования лено консольно на вертикальной стойке с П-образным сечением, расположенной слева от сиденья. Между днищем и подушкой си- 82
денья (в любом положении) существует зазор. Для снижения ус- корений, возникающих при подрыве на мине, вертикальная стойка, на которой установлено сиденье, соединяется с днищем и крышей деформируемыми при взрыве деталями. Подушка сиденья уста- навливается на металлическую сетку, закрепленную на раме, сни- жающую высокочастотные колебания корпуса танка. Для удобст- ва технического обслуживания рабочего места и пользования ава- рийным люком подушка сиденья откидывается к стойке поворо- том вокруг оси 9. Рис. 4.16. Опытное сиденье во- дителя, установленное консоль- но на вертикальной стойке: 1 — вертикальная стойка; 2 — тор- свои; 3 — рычаг; 4 — трос; 5 — на- правляющие ролики; 6 — крои in гейн; 7 — направляющая ось; 8 — подушка; 9 — спинка; 10. II. 12 — ролики для продольной регулиров- ки; 13 — откинутое положение си- денья Безопасность водителя при подрыве танка на мине повышается также при увеличении жестко- сти днища в месте креп- ления сиденья за счет ус- тановки вертикальных стоек, соединяющих кры- шу с днищем, и ребер жесткости. В этом случае целесообразно распола- гать сиденье на одной из стоек (рис. 4.16). Как правило, в подъ- емных механизмах си- денья водителя усилия в начале и конце подъема неодинаковы, что неудоб- но в эксплуатации. По- этому подъемный меха- низм должен выполнять- ся таким образом, чтобы усилия подъема в начале и в конце хода практически были равны. Возможный вариант такого ме- ханизма показан на рис. 4.16. В качестве упругого элемента при этом используется вертикально расположенный торсион с рыча- гом на подвижном конце. На рычаге закреплен трос, другой конец которого через направляющие ролики прикреплен к кронштейну.
С целью упрощения конструкции продольная регулировка сиденья и его опрокидывание к стойке (при техническом обслуживании) производятся вокруг одной оси 7. Пример реализации эргономических требований в сиденье ко- мандира показан на рис. 4.17. Сиденье обеспечивает командиру возможность принять следующие положения: сидя -боевое, по- ходное и позу отдыха; стоя — походное. Рис. 4.17. Опытное сиденье командира: I — подушка; ? направляющие для перемещения основания; 3 — механизм продольной регулировки сиденья; 4 — пружина; 5 — фиксатор; 6 кронштейн; 7 механизм ростовой регулировки сиденья по высоте; в - фиксатор; 9 пружина для облегчения ростовой ре- гулировки; /О — направляющие вертикального перемещения; //-фиксатор положения спинки; 12 — механизм изменения угла наклона спинки; 13 — спинка в походном положении сидя; 14 положение спинки для отдыха; 15 спинка в боевом положении Для продольной регулировки и перевода сиденья в положение для отдыха его основание перемещается в параллельных направля- ющих. Усилие, необходимое для подачи подушки сиденья в крайнее положение, уменьшается пружинами; в нужном положении си- денье закрепляется фиксатором. Спинка в данной конструкции служит опорой для спины ко- мандира в боевом положении и в позе отдыха, а также исполь- зуется в качестве подушки в походном положении сидя. Установка спинки сиденья в походное положение осуществля- ется поворотом рычагов, развертываемых с помощью пружины и закрепляемых в одном из трех возможных положений фиксатором. Подушка сиденья при этом используется как подножка. 84
Перевод сиденья из походного положения в боевое осуществ- ляется под действием массы командира, преодолевающего усилие пружины после освобождения фиксатора. На рис. 4.18 показана конструктивная схема опытного сиденья водителя. Рис. 4.18. Механизмы регулировки опытного сиденья водителя: I перемещения спинки; 2 — угла наклона спинки; .1 — угла наклона подушки; 4 — по вертикальной оси; 5 — по продольной оси; 6 — начала срабатывания пластичного звона от ускорения 50 м/с*; 7 — статического прогиба под массой оператора Анализ конструктивных схем сидений отечественных и зару- бежных серийных танков разных поколений показывает, что в каждой стране имеется определенная преемственность в устройст- ве сидений членов экипажей. В отечественных танках сиденья водителей по устройству по- добны друг другу, сиденья других членов экипажа отличаются от них, но схожи между собой. В американских танках (М-551, М-60А1) весьма схожи между собой механизмы установки и регулировки сидений, а в танках английского производства («Чифтен», «Центурион») они практиче- ски одинаковы. Сравнение данных табл. 4.8 и 4.9 показывает, что сиденья в зарубежных танках занимают значительно больший объем, чем в отечественных. Конструктивные схемы, установочные и регули- ровочные устройства сидений зарубежных танков одного типа 85 1
Таблица 4.8 Размеры сидений отечественных и зарубежных танков, мм Марка танка Член экипажа Подушка сиденья Спинка сиденья ширина глубина толщи- на высота ширина толщи- на Отечественные танки Т-10 Командир 300 290 35 240 120 10 Наводчик 300 290 35 240 90 10 Водитель 360 430 35 380 420 30 Т-55 Командир 330 290 30 150 330 20 Наводчик 360 290 50 140 220 20 Заряжающий 350 280 20 — — — Водитель 400 390 60 370 370 60 Т-62 Командир 330 320 40 240 360 15 Наводчик 360 290 50 — — — Заряжающий 330 310 25 — — — Водитель 355 360 50 375 320 50 Т-64А Командир 360 290 50 155 260 40 Наводчик 360 290 50 155 240 25 Водитель 400 370 40 425 320 50 Т-72 Командир 360 390 55 280 390 30 Наводчик 360 390 55 280 390 30 Водитель 400 376 30 300 424 50 Зарубеж н ые танки М-551 Командир 430 400 50 330 195 45 (США) Наводчик 430 100 50 330 195 45 Заряжающий 410 380 45 330 195 45 Водитель 445 385 20 330 220 45 М-48АЗ Командир 370 270 20 315 100 45 (США) 11аводчик 360 340 20 300 100 45 Заряжающий 340 280 15 300 160 45 Водитель 440 360 15 330 175 45 М-60 А1 Командир 410 370 20 350 195 45 (США) Наводчик 410 370 20 325 195 45 Заряжающий 350 300 15 350 195 45 Водитель 470 420 15 325 195 45 86
Продолжение табл. 4.8 Марка танка Член экипажа Подушка сиденья Спинка сиденья ширина глубина толщи- на высота ширина ТОЛЩИ* на «Леопард-1» Командир 420 385 45 370 195 45 (ФРГ) Наводчик 420 385 45 370 250 45 Заряжающий 420 385 45 370 220 45 Водитель 440 385 45 440 420 45 «Центуриона Командир 410 400 45 360 200 45 (Великобри- тания) Наводчик 410 400 45 370 200 45 Заряжающий 400 400 45 360 200 45 Водитель 430 410 45 430 400 45 «Чифтен» Командир 410 390 45 330 230 45 МК5 (Великобри- Наводчик 410 385 45 330 300 45 тания) Заряжающий 410 385 45 330 195 45 Водитель 430 410 45 430 500 60 АМХ-30 Командир 420 385 20 330 195 45 (Франция) Наводчик 420 385 20 330 195 45 Заряжающий 420 385 15 330 195 45 Водитель 445 390 15 330 195 45 унифицированы, а в отечественных машинах, изготовленных до введения нормативных документов (РЭО-СВ—80), регламентиру- ющих параметры сидений, они существенно отличаются. В сиденьях зарубежных танков регулируются высота и угол наклона спинки. Спинки сидений, как правило, устанавливаются на раме с помощью шарнирного соединения, что обеспечивает большую площадь опоры для спины операторов в рабочей позе за счет индивидуального регулирования углового положения спинки сиденья. В отечественных танках угол наклона спинки регулируется только у сиденья водителя; регулировка высоты его сиденья про- изводится параллелограммным устройством с пружинами растя- жения, а сидений других членов экипажа — перестановкой болто- вых соединений. 87
Таблица 4.9 Пределы регулирования составных частей танковых сидений Марка Член ккнпажд Угол Перемещение сиденья, мм тайка между подушкой и спинкой наклона подушки к горизонту ПО горизонтали ПО вертикали Отечественные танки Т-10 Командир 90 0 50 Наводчик 90 0 50 (шаг 25) 50 Заряжающий 0 (шаг 25) (шаг 25) 100 Водитель 90. 105, 15 80 (шаг 50) 100 Т-55 Командир 120, 135 90 3 (шаг 20) (плавное) 70 Наводчик 90 3 150 (шаг 35) 85 Заряжающий 3 (шаг 50) 80 Водитель 90. 105, 15 80 (шаг 40) 180 Т-62 Командир 120 85 9 (плавное) (плавное) 70 Наводчик 3 60 (шаг 35) 70 Заряжающий 3 (шаг 30) (шаг 35) 100 Водитель 95. ПО, 15 100 (шаг 25) 200 Т-64А Командир 140 90 3 (плавное) (плавное) 295 Наводчик 90 3 50 Водитель 90, 105. 15 90 (шаг 25) 180 Т-72 Командир 120 90 0 (шаг 18) (плавное) 125 Наводчик 105 15 50 (шаг 25) Водитель 90. 105, 15 (шаг 25) 90 180 120 (шаг 18) (плавное) 88
Продолжение табл. 4.9 Марка танка Член экипажа Угол. . . Перемещение сиденья, мм между по- душкой и СДИНКОЙ наклона по душки к го риэонту по горизон- тали |по вертикали 3 арубежные танки М-551 Командир 80—125 5 35 200 (США) Наводчик 80—125 5 35 200 Заряжающий 90 5 — Нет свед. Водитель 105, 85—130 12 100 (плавное) 330 М-60 А1 Командир 95 0 0 320 (США) (шаг 40) Наводчик 95-110 15 0 210 (шаг 30) Заряжающий 90 0 0 Нет свед Водитель 90—120 15 100 285 (шаг 20) (шаг 35) М-48 АЗ Командир 90 0 0 330 (США) (шаг 41) Наводчик 86. 89. 104 4 0 75 (шаг 25) Заряжающий 90 0 0 0 Водитель 88-128 2 50 75 (шаг 25) (шаг 25) „Лео- Командир 85(±15) 15 Нет свел. 200 пард-Г (ФРГ) Наводчик 95(± 15) 5 То же 260 Заряжающий Водитель 95(± 15) 110(90 130) 3 15 0 100 Нет свед. 250 (5 положе- ний) „Центу- рион* (Велико- Командир 95(± 10) 5 76 260 (4 положе- ния) брита- Наводчик 95(± 10) 5 Нет свед. 60 ния) Заряжающий 95 5 о 0 Водитель 105-180 8 100 200 (5 положе НИЙ) .Чиф- Командир 105(±15) 15 100 100 тен* МК5 Наводчик 90(± 15) 8 100 100 (Велико- Заряжающий 95 6 Нет свед. Нет свед. брита- Водитель 135-180 25 НИ) 250 ния) АМХ-ЭО Командир 80-125 5 35 200 (Фран- Наводчик 80-125 5 35 200 ция) Заряжающий 90(± 10) 5 0 0 Водитель 85—130 6 100 (плавное) 330 89
Подушки сидений большинства зарубежных танков имеют спе- циальные бурты по краям и в задней части. Набивка подушек и спинок сидений осуществляется посекционно. Плотный обивочный материал натягивается на каркас, что увеличивает упругость и амортизацию сиденья. Размеры подушки сиденья согласовывают- ся с антропометрическими показателями операторов. Подвеска сидений в серийных отечественных и зарубежных тан- ках отсутствует. 4.6. ОСОБЕННОСТИ РАБОЧИХ МЕСТ В ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ ТАНКАХ При общности основных компоновочных решений обитаемых отделений отечественных и зарубежных танков с классической схемой размещения водителя в отделении управления, а командира, наводчика и заряжающего (при отсутствии ЛЗ) в боевом отделе- нии, отечественные танки имеют меньшие габаритные размеры (особенно по высоте), т. е. высокую плотность компоновки обору- дования рабочих мест. Лучшие условия для обслуживания си- стем управления и комфортабельность рабочих мест в зарубежных танках достигаются за счет увеличения их габаритных размеров. Имеющиеся дополнительные объемы в зарубежных танках исполь- зуются не всегда рационально (например, избыточная высота ра- бочего места командиров американских танков М-48АЗ, М-60А1 затрудняет переход от управления оборудованием, размещенным в башне, к управлению зенитным пулеметом и использование при- боров, находящихся в командирской башенке). В зарубежных танках широко применяется дублирование и резервирование систем управления. Так, на рабочем месте наводчи- ка танка М-60А1 установлены три прицела (основной перископиче- ский, ночной и дублирующий телескопический), на рабочем месте командира — приборы системы дублированного управления огнем. На рабочем месте командира танка «Леопард-2» установлены средства дублированного управления огнем. Наличие встроенной контрольно-проверочной аппаратуры в зарубежных танках упрощает поиск неисправностей и облегчает техническое обслуживание. Водители танка М-1 (США) при управлении движением ис- пользуют четыре органа управления, а танков Т-62, Т-72 — шесть. Это объясняется наличием в танке М-1 системы автоматического переключения передач и штурвального привода управления пово- ротом. Для облегчения считывания показаний на пультах управления зарубежных танков используется цветовое кодирование информа- ции (красные, зеленые, желтые секторы на лицевой панели над шкальными индикаторами либо сигнальные лампы). Для умень- шения времени восприятия аварийной и критической информации [применяется интегральный индикатор—лампа красного света с УО
частотой мигания 2—5 Гц, загорающаяся при критическом значе- нии любого из контролируемых параметров. В последние годы большое внимание уделяется компактному размещению средств управления на рабочих местах операторов боевого отделения. Разрабатываются органы управления и специ- альные опорные элементы, уменьшающие влияние колебаний на- водчика при движении танка на контур наведения. Радиостанции, как правило, имеют простую настройку заранее подготовленных частот для быстрого перехода с одной фиксированной частоты на другую и не требуют высокой квалификации операторов.
Гл а ва 5. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ ОБИТАЕМЫХ ОТДЕЛЕНИЙ 5.1. МИКРОКЛИМАТ ОБИТАЕМЫХ ОТДЕЛЕНИИ ТАНКОВ Микроклимат обитаемых отделений танков характеризуется температурой, влажностью, скоростью движения воздуха и сред- ней радиационной температурой окружающих поверхностей. Каж- дый из этих параметров воздействует на теплообмен организма с окружающей средой, что в свою очередь влияет на работоспособ- ность операторов и, в частности, на способность к восприятию и обработке информации. Так, например, экспериментально установ- лено, что при неблагоприятном микроклимате внимание может ухудшиться на 70 %, кратковременная память на цифровые сим- волы на 60 %, а время ответных реакций на световые и звуковые раздражители увеличиться на 5—10 %. Температура воздуха. В танках температурное состояние воз- душной среды обитаемых отделений изменяется на протяжений су- ток, так как оно определяется температурой наружного воздуха и солнечной радиацией. Кроме того, оно зависит от кратности возду- хообмена в обитаемых отделениях, тепловыделения членов экипа- жей, а также конструктивных особенностей отделений и парамет- ров размещенного в них оборудования (суммарной мощности по- требителей электроэнергии, расположенных в обитаемых отделе- ниях, наличия подбоя, степени герметизации и теплоизоляции мо- торно-трансмиссионного отделения и др.). Зависимость температуры воздуха внутри серийных танков (/,) от температуры наружного воздуха (/и) представлена на рис. 5.1. За счет солнечной радиации (инсоляции) даже в машинах с подбоем температура воздуха на рабочих местах выше наружной на 4.. .6 °C, а без подбоя — на 6.. .10 °C. Другие источники тепла повышают температуру воздуха еще на 2.. .4 °C. 92
Распределение температурного поля в вертикальной и горизон- тальной плоскостях рабочего места крайне неравномерно. Макси- мальная температура наблюдается в зоне дыхания экипажа, мини- мальная — у пола. Разница температу- ры воздуха зимой по вертикали дости- гает 10 °C, и она тем больше, чем пассив- нее воздухообмен в обитаемом отделе- нии и хуже тепло- изоляция облучае- мых солнцем поверх- ностей. Рис. 5.1. Зависимость тем- пературы воздуха в гер- метизированных танках (при закрытых люках) от температуры наруж ного воздуха: I — литературные данные (по Шабалнчу В. А); 3 — экспериментальные данные авторов; 3 — линия равных значений Влажность воздуха. Различают абсолютную, максимальную и относительную влажность. Рнс. 5.2. Зависимость абсолютной влажности воздуха внутри танка от наружной: / — экспериментальные данные; 3 — расчет ные значения Влажность воздуха в танке зависит в основном от абсолют- ной влажности наружного возду- ха, количества влаги, выделяемой экипажем (определяется темпе- ратурой воздуха и интенсив- ностью физического труда экипа- жа), а также от кратности возду- хообмена и характера распреде- ления воздуха внутри обитаемого отделения. Внутри серийных тан- ков, как правило, абсолютная (рис. 5.2). влажность е9 превышает наружнуюеи на 400—1333 Па 93
В районах с жарким сухим климатом (Средняя Азия) относи- тельная влажность в обитаемых отделениях, как правило, не пре- вышает 30—40%, а в районах умеренного и жаркого влажного климата может достигать 80—90%. Движение воздуха относительно рабочего места в герметизиро- ванных обитаемых отделениях танка создается средствами венти- ляции (фильтровентиляционной установкой, индивидуальными вентиляторами) и зависит от их подачи, а также от расположения рабочего места. Скорость движения воздуха в различных точках рабочей зоны крайне неравномерна: от 0,3 до 2,1 м/с. Применение индивидуаль- ных вентиляторов способствует выравниванию скорости движения воздуха, но создаваемая ими зона обдува относительно невелика. Для нормализации теплообмена оператора целесообразно приме- нять индивидуальные вентиляторы, плавно изменяющие направ- ление воздушного потока, при установке их сбоку от оператора. Средняя радиационная температура. Этот показатель характе- ризует интенсивность теплового излучения броневых поверхностей внутрь машины. В серийных танках с подбоем температура внутренних поверх- ностей обитаемых отделений, не облучаемых солнцем, как правило, равна температуре воздуха. Температура поверхностей, подвержен- ных солнечному облучению (го- ризонтальная и наклонная по- верхности корпуса, башня), может достигать летом 45 ... 55 °C при температуре наружного воздуха 40 °C. Зи- мой при —40 °C температура внутренних поверхностей не превышает —35 °C. Средняя радиационная тем- пература при отсутствии систе- мы кондиционирования равна средней температуре воздуха в рабочей зоне экипажа и пря- мо пропорциональна темпера- туре наружного воздуха (рис. 5.3). Радиационный теплообмен между телом оператора и поверхно- стями наблюдается при наличии разности температур между ними и возрастает с увеличением этой разности. Комплексные показатели микроклимата. При нормировании и оценке микроклимата в танках совокупное действие физических факторов принято (в соответствии с ГОСТ В-21952—76) выражать Рис. 5.3. Зависимость радиационной температуры ограждений ь обитае- мом отделении <₽.* от наружной 94
в единицах комплексного показателя — результирующей (теплый период года) и интегральной (холодный период года) температу- рах. Интегральная и результирующая температуры в танках так же зависят от температуры наружной среды, как и отдельные их сос- тавляющие (рис. 5.4, 5.5). Рис. 5.4. Зависимость результирующей температуры /Р рабочей среды в обитае- мом отделении и ее составляющих (G, /рад) от температуры наружного возду ха / — : 3 — Грвд ; 3 — tp в умеренном климате; 4 /р в сухом жарком климате; 5. в — пре дельно допустимая результирующая температура соответствен ио в жарком и в умеренном климате Проведенные исследования позволяют сформулировать следую- щие особенности формирования микроклимата в обитаемых отде- лениях танков: все параметры микроклимата зависят от метеорологических ус- ловий, что обусловливает их большие суточные колебания на рабо- чих местах; значения параметров как в горизонтальном, так и в вертикаль- ном направлениях, особенно в холодное время года, неодинаковы; разница между температурой воздуха и температурой огражде- ний рабочего места как в летнее, так и в зимнее время при работе системы отопления может достигать 30 °C. 95
Эти особенности следует учитывать при разработке и размеще- Рис. 5. 5. Суточная динамика параметров микроклимата в обитаемом отделении без теплоизоляции: I — абсолютна* влажность внутри отделения; 2 — абсолютная влажность снаружи; 3 — сред няя радиационная температура; 4 температура воздуха на рабочих местах; S — наружная температура воздуха; 6— результирующая температура; 7 — суммарная солнечная радиация Общие технические требования к микроклимату. Государствен- ным стандартом установлены предельные значения параметров микроклимата, превышение которых ведет к нарушению функцио- нального состояния организма экипажа и резкому снижению его работоспособности. Эти значения необходимо учитывать при проек- тировании системы автоматического регулирования параметров микроклимата (отопления, вентиляции, кондиционирования). Прн теплотехнических расчетах целесообразно руководствоваться зна- чениями параметров, приведенными в отраслевом стандарте «Ма- шины гусеничные военные. Параметры микроклимата. Требования основные». Средства обеспечения микроклимата должны так распределять температуру, чтобы на уровне головы она была на 4 ... 6 °C ниже, чем у ног. Этого можно добиться подачей теплого воздуха вниз, а холодного — вверх. Надо стремиться также к тому, чтобы тем- пература воздуха внутри обитаемого отделения была равномерной (разница не должна превышать 3°C). Как известно, чем ниже относительная влажность, тем выше может быть температура воздуха, допустимая на рабочем месте. Следует поддерживать относительную влажность в пределах 96
ния воздуха о. от его температуры вну- три обитаемого отделения 30<<р<80 % (оптимальная относительная влажность составляет 40—60 %). Чем ниже температура окружающей среды, тем меньше долж- на быть подвижность воздуха на рабочих местах экипажа (рис. 5.6). С повышением температуры воздуха увеличение скорости его движения у поверхности те- ла улучшает теплообмен ор- ганизма со средой за счет увеличения теплоотдачи кон- векцией и испарением. Од- нако при температуре воз- духа более 36,5 °C увеличе- ние его подвижности будет давать не охлаждающий, а нагревающий эффект. Для обеспечения безо- пасной работы экипажей в танках необходимо учиты- вать результаты воздейст- вия температуры поверхно- стей на незащищенное тело человека: при 100°C ожог II степени образуется за 15с; при 80°C —за 30 с; при 70°С—за 60 с; при 60 °C происходит повреждение ткани; при 50°C появляется боль. Температура (32,5±2,5) °C воспринимается нейтрально или как тепло; 12,5 °C — прохладно; 3,0 °C—холодно; при 0°С появляется боль; ниже 0°С повреждается ткань. Нормированные значения микроклиматических факторов долж- ны обеспечиваться на стоянке и в движении (на всех заданных ре- жимах эксплуатации ВГМ) при температуре наружного воздуха ±40 °C не более чем за 1 ч после включения средств отопления, вентиляции и кондиционирования. В серийных танках стран НАТО широко применяется воздушное душирование —местный, направленный на человека поток воздуха, предназначенный для создания заданных условий в ограниченном, жизненно важном пространстве размещения оператора. Эффективность воздушного душирования зависит от температу- ры, скорости движения, направления воздушного потока и влажнос- ти воздуха (табл. 5.1), а также воздухо- и влагопроницаемостн одежды. Оптимальным следует считать направление воздушного потока сверху вниз или с боков не менее чем двумя струями. Душирующес устройство должно обдувать охлажденным воздухом лицо, шею, верхнюю часть туловища (грудь, спину)—зоны максимального потоотделения. Наиболее оптимальные тепловые условия должны быть созданы в области головы (повышение температуры голов- ного мозга приводит к серьезным расстройствам во всем организ- 7 Зак. 22 «о 97
ме и снижению работоспособности). Температура воздуха вне зо- ны воздушного потока не должна превышать 45 °C. В системе воз- душного душирования должна предусматриваться возможность ручной регулировки направления и скорости воздушного потока. Таблица 5.1 Зависимость температуры воздуха от его относительной влажности при воздушном душировании (скорость воздушного потока 2 м/с) Рабочее место Уровень температуры Температура воздуха (*С) при относительной влажности ( %) Группа Категория 30 ±10 | 50 ±10 75±5 I А Оптимальный Предельно допу- стимый 22,0—31,0 19,0—36,0 20,0—28,0 18,0—32,0 19,0—25,0 17,0—29,0 Б Оптимальный Предельно допу- стимый 19,0—27,0 16,0-32,0 18,0—24,0 15,0—29,0 16,0—21.0 13,0-26,0 II А Оптимальный Предельно допу- стимый 24,0—31,0 19,0—36,0 22,0—28,0 18,0—32,0 Г 19,0—25,0 17,0-29,0 Б Оптимальный Предельно допу- стимый 24,0-29,0 21,0—29,0 22,0—26,0 19,0—27,0 21,0—24,0 18,0—23,0 III — Оптимальный Предельно допу- стимый 24,0—31,0 19,0-40,0 22,0—28,0 18,0—35,0 21,0-26,0 17,0—32,0 Примечание. Группы и категории рабочих мест — по ОСТ ВЗ-847—72. Специальные исследования танков Т-55, Т-80 и Т-62 в условиях жаркого сухого и влажного климата (£Н = ЗО...4О °C, ф<25 % и Ф=70...75 %) показали, что воздушное душирование эффективно при подаче в рабочую зону 80—100 м3/ч воздуха на одного челове- ка (температура воздуха на выходе из душирующих патрубков не должна превышать 23 °C при 45 °C вне зоны обдува). 98
5.2. СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА Все средства обеспечения требуемых параметров микроклимата подразделяются на системы терморегулирования рабочей среды на местах операторов и средства индивидуальной тепловой защиты операторов (системы терморегулирования пространства под одеж- дой)— электрообогреваемая и вентилируемая одежда, комбини- рованная теплозащитная одежда и одежда жидкостного охлажде- ния и обогрева. Как правило, средства обеспечения требуемых параметров микроклимата содержат следующие функциональные элементы: объект регулирования; средства распределения тепла и холода, уп- равления системой терморегулирования и изменения температуры теплоносителя на входе в объект регулирования, функциональной и конструктивной связи системы терморегулирования с бортовыми системами танка; источники тепла и холода. Системы терморегулирования классифицируются по различным признакам. По назначению: системы обогрева, обеспечивающие условия теплообмена орга- низма операторов при низкой температуре рабочей среды; системы кондиционирования, обеспечивающие требуемые усло- вия теплообмена организма операторов как при низкой, так и при высокой температуре рабочей среды. По способу распределения тепла и холода в обитаемых отделе- ниях: системы объемного терморегулирования, обеспечивающие тре- буемые условия теплообмена организма операторов в 50 % и бо- лее объема объекта регулирования; системы локального терморегулирования, обеспечивающие тре- буемые условия теплообмена организма операторов преимущест- венно в физиологически значимых зонах объекта регулирования (ноги, поясница, спина, голова и кисти операторов). По способу регулирования температуры рабочей среды: системы с автоматическим регулированием; системы с ручным регулированием. По способу функциональной связи с двигателем и бортовыми системами танка: автономные системы, функционирующие независимо от режи- мов работы двигателя и бортовых систем танка; полуавтономные системы, функционирующие от бортовых сис- тем и при неработающем двигателе танка; неавтономные системы, функционирующие только при работаю- щем двигателе танка. По способу обогрева и охлаждения пододежного пространства операторов различают системы: жидкостного терморегулирования (жидкость циркулирует по каналам одежды); 7* 99
воздушного терморегулирования (воздух поступает непосредст- венно в пододежное пространство); электрического обогрева (от электронагревательных элементов одежды); комбинированного терморегулирования. Системы объемного терморегулирования обитаемых отделений ВГМ должны обеспечивать параметры микроклимата в соответст- вии с требованиями отраслевого стандарта. Системы кондициони- рования пододежного пространства операторов должны удовлетво- рять требованиям государственного стандарта. Общие технические требования к системам обогрева операторов танка устанавливаются руководящими техническими материалами отрасли «Военные гусеничные машины. Системы обогрева челове- ка-оператора. Общие технические требования». Системы кондиционирования воздуха. В ВГМ могут быть ис- пользованы системы кондиционирования воздуха (СКВ) с паро- компрессионными, воздушными или термоэлектрическими холо- дильными установками. Исследовалась также возможность при- менения холодильных установок с вихревой трубкой, теплоисполь- зующих и испарительных. Парокомпрессионные холодильные установки с фреоном в ка- честве хладагента (рис. 5.7) наиболее экономичны и нашли приме- нение на железнодорожном и водном транспорте. Разработаны опытные образцы для танков. Рис. 5.7. Принципиальная схема холо- дильной машины парокомпрессионно- го типа: 1 — обитаемое отделение; 1 — испаритель; 3 — электродвигатель Д-25; 4 — компрес- сор; 6 — конденсатор; 6 — электродвига- тель МВ-67; 7 — компрессорно-конденса- торный агрегат; 8 — ресивер; 9— терморе гулнрующне вентили; 10 - испаритель (воздухоохладитель) Принцип работы холодиль- ной машины парокомпрессион- ного типа заключается в следу- ющем: газообразный фреон из испарителей 2 и 10 засасыва- ется компрессором 4, по- дается в конденсатор 5, где охлаждается наружным воздухом и конденсируется. В жидком состоянии фреон поступает в ресивер 8 и терморегулиру- ющий вентиль 9 (ТРВ), который дросселирует фреон, в результате чего его температура падает. Распыленный фреон в виде капель поступает в испарители 2, 10, обдуваемые охлаждаемым воздухом. Под действием тепла, отдаваемого воздухом, фреон КИ' 100
пит и испаряется. Газообразный фреон засасывается компрессо- ром, и цикл повторяется. Для объемного кондиционирования воздуха в танках могут быть применены кондиционеры, имеющие мощность охладителя 4620 Вт в моноблочном исполнении и 6950 Вт в составе нескольких блоков. Компрессор последнего имеет привод через электромуфту от двигателя танка, а конденсатор располагается перед радиатора- ми системы охлаждения двигателя, поэтому масса, габариты и за- траты электроэнергии такого кондиционера минимальны. Если нельзя осуществить механический привод компрессора или невоз- можно разместить над радиаторами конденсатор достаточной мощ- ности, используется кондиционер меньшей холодильной мощности (2320—4620 Вт), который в сочетании с разводкой охлажденного воздуха поддерживает необходимый микроклимат. При ограниченном расходе воздуха, недостаточном для эффек- тивного локального охлаждения душированием, целесообразно ис- пользовать индивидуальные средства распределения охлажденно- го воздуха в пододежном пространстве. В танках кондиционеры функционируют при работающем ос- новном двигателе. Для привода СКВ на стоянках (с выключенным основным двигателем) необходимо иметь автономный двигатель с электрогенератором достаточной мощности. В этом случае конди- ционер должен выполняться с электроприводом компрессора и вентилятора конденсатора. Размещение агрегатов кондиционера имеет свои особенности. Компрессор может иметь электрический, механический или гид- равлический привод. Компрессор с электрическим приводом может размещаться в любом месте машины, при этом частота вращения вала компрессора постоянна, а значит постоянна хо- лодильная мощность. Механический привод компрессора от основ- ного двигателя через электромагнитную муфту и редуктор (или клиноременную передачу) имеет значительно меньшие массу и га- баритные размеры, чем электрический; расход электроэнергии на электромагнитную муфту составляет примерно 30 Вт. Недостат- ком механического привода является жесткая связь компрессора с двигателем или коробкой передач, в связи с чем не обеспечивает- ся постоянство частоты вращения вала компрессора, в результате холодильная мощность СКВ резко меняется и ресурс компрессора уменьшается. Гидравлический привод компрессора имеет примерно одинако- вые с электроприводом массу, частоту вращения, может разме- щаться в любом месте машины и не требует дополнительных зат- рат электроэнергии. Недостатками гидропривода являются боль- шая сложность и значительно меньшая надежность по сравнению с механическим и электрическим приводами. Конструкция конденсатора кондиционера зависит от возможно- сти размещения его между жалюзи и радиатором системы охлаж- дения танка. При необходимости использования специального 101
электровентилятора для охлаждения конденсатора целесообразно компоновать его в общем компрессорно-конденсаторном агрегате. Это упрощает монтаж и увеличивает надех;ность кондиционера, поскольку стыки фреоновых трубопроводов можно выполнять не- разъемными. Размещение воздухоохладителей зависит от схемы обитаемых отделений. При объемном кондиционировании целесообразно ис- пользовать два воздухоохладителя, воздушные потоки от которых должны быть направлены так, чтобы создавалась циркуляция воз- духа в обитаемом отделении. Одним воздухоохладителем (из-за плотной компоновки обитае- мого отделения) практически невозможно обеспечить нормальные условия для работы операторов, находящихся во вращающейся башне, и водителя. Использование двух воздухоохладителей приводит к неравно- мерному распределению фреона между ними, что снижает эффек- тивность кондиционера. Один из воздухоохладителей целесообраз- но располагать около фильтровентиляционной установки (ФВУ) для того, чтобы свежий, но нагретый вследствие сжатия в нагнета- теле воздух попадал в воздухоохладитель. При использовании системы кондиционирования с разводкой охлажденного воздуха воздухоохладитель располагается в обита- емом отделении, а охлажденный воздух подается во вращающую- ся башню с помощью сложной системы воздуховодов, как прави- ло, располагаемой по днищу машины. В башню воздух подается через вращающееся воздушное устройство (ВВУ), заключенное в герметичную коробку (с уплотнением элементов вращения). Все воздуховоды необходимо тщательно теплоизолировать. Из-за плот- ной компоновки танка используются воздуховоды со сравнительно малым сечением сложной конфигурации. Значительное аэродина- мическое сопротивление воздуховодов обусловливает применение высоконапорных (до 19950 Па) вентиляторов и приводит к повы- шенным (до 500 Вт) затратам мощности на их привод. Возможна установка компрессорно-конденсаторного агрегата кондиционера снаружи, а воздухоохладителей — внутри танка. В этом случае к кондиционеру предъявляется дополнительное тре- бование: он должен сохранять работоспособность при внешних воздействиях различного характера (обстрел, влияние атмосферы и др.). Парокомпрессионные системы кондиционирования воздуха предполагается использовать в большинстве образцов ВГМ. Са- мым сложным агрегатом, определяющим эффективность и надеж- ность кондиционера, является компрессор. Как правило, он обору- дуется внешним приводом, так как в бортовой сети ВГМ нет пере- менного тока, а создать герметичный компрессор с электродвига- 102
телем постоянного тока невозможно из-за открытого коллектора, на который действуют пары фреона с маслом, нарушающие нор- мальную работу электромотора. Рис. 5.8. Схемы цилиндрической (а) и тор- цевой (б) магнитных муфт: / — ведущая полумуфта; 2 — ведомая полумуф- та; 3 - экран Крутящий момент от внешнего привода передастся через перего- родку (экран) в герметичную по- лость компрессора синхронными магнитными муфтами на постоян- ных магнитах (рис. 5.8). Магнитные муфты могут быть торцевые, цилин- дрические и торцово-цилиндричес- кие. Одна из полумуфт (ведущая) насаживается на вал привода, дру- гая (ведомая) — на вал компрессо- ра. Экран изготавливается из не- магнитной стали с большим удель- ным электрическим сопротивлением, например, из стали Х18Н9Т (ГОСТ 5632—72). Толщина экрана составляет 3—6 мм. При п— = 1500...2000 об/мин КПД маг- нитных муфт составляет 95 ... 97 %. На рис. 5.9 представлена схема аксиально-поршневого компрес- сора с магнитной муфтой и электрическим приводом. В случае ис- J Рис. 5.9. Схема компрессора с магнитной муфтой и электрическим приводом: I — компрессор; i — цилиндрическая магнитная муфта; 3 — электродвигатель 103
пользования механического привода, например, от основного дви- гателя танка, компрессор оснащается электромагнитной муфтой, которая обеспечивает разгрузку вала компрессора от радиальных сил и включает компрессор в работу. Для ВГМ компрессоры с кривошипно-шатунным механизмом менее удобны, чем аксиаль- но-поршневые или роторно-пластинчатые, основным достоинством которых являются компактность, низкий уровень шума и вибраций. Компактность достигается за счет того, что пять цилиндров акси- ально-поршневого компрессора располагаются аксиально по ок- ружности. Вращение вала компрессора преобразуется в возвратно- поступательное движение поршней цилиндрическим кулачком, за- крепленным неподвижно на валу. Поясок кулачка входит в паз поршня с радиусными поверхнос- тями, упрочненными сплавом ВК8. Вращаясь вместе с валом, ку- лачок за пол-оборота перемещает поршень на ход. Этот компрес- сор высокооборотный, что обусловливает минимальные габаритные размеры и большую прокачку фреона. Воздушные холодильные установки предполагают наличие ис- точника сжатого воздуха. Кондиционер с холодильной установкой турбодетандер- ного типа, турбохолодильник которого показан на рис. 5.10, ра- ботает следующим образом. Нагретый вследствие сжатия воздух подается в теплообменник типа воздух—воздух, где частично ох- Рнс. 5.10. Внешний вид турбохолодильннка: 1 — турбина; 2 — вентилятор лаждается наружной средой, после чего направляется в турбоде- тандер, состоящий из турбины 1 и вентилятора 2, закрепленных на общем валу. Через сопла воздух поступает на лопатки турбины, расширяется, и, расходуя энергию на вращение колеса, охлажда- ется окончательно. Вентилятор турбохолодильннка передает мощ- ность, развиваемую турбиной, засасываемому наружному воздуху. 104
Кондиционер турбодетандерного типа компактен, надежен в эксплуатации, не требует высокой степени герметизации и поэтому нашел применение в бронетанковой технике. Напор охлажденного воздуха, выходящего из турбодетандера, достаточно высок, что по- зволяет при необходимости подавать воздух на рабочие места опе- раторов. Однако такой кондиционер менее экономичен, чем фрео- новый, его удельные энергозатраты в 15 раз выше. Наиболее простым и надежным является кондиционер с вих- ревой трубкой (рис. 5.11). Рис. 5.11. Схема кондиционера с вихревой трубкой: / — дроссель; 2 — горячий конец трубки; 3 — сопло; 4 — диафрагма; 5 — холодный конец трубки Сжатый воздух, имеющий температуру окружающей среды, че- рез сопло поступает в цилиндрическую трубу, разделенную диаф- рагмой на две части. Вследствие сложного винтового движения давление воздуха у стенок трубы выше, чем в центре. В результате трения между газовыми слоями скорость потока воздуха увеличи- вается от центра к периферии, при этом его внутренние слои ох- лаждаются, образуются потоки холодного воздуха, выходящего через центральное отверстие в диафрагме, и нагретого, выходяще- го через другой конец трубы. Из-за низкого КПД (на порядок ниже, чем у воздушных СКВ турбодетандерного типа) и больших энергозатрат этот кондицио- нер не нашел широкого применения. Недостатком его является также значительный шум, производимый движущимся воздухом в вихревой трубе. Термоэлектрические холодильные установки в последние годы получили широкое распространение. Их принцип действия основан на эффекте Пельтье, заключающемся в выделении или поглощении тепла на спае двух различных полупроводников при изменении направления подаваемого на них электрического тока. Термобата- рея состоит из элементов, каждый из которых представляет собой два последовательно соединенных медными пластинами полупро- водника. Спаи термоэлементов батареи образуют ребра, способст- вующие более эффективному теплообмену с продуваемым через батарею воздухом. Термоэлектрические охладители надежны при 8 Зак. 22 <с> 105
эксплуатации на подвижных объектах (нс боятся тряски, вибра- ций), просты по своей конструкции (не имеют вращающихся час- тей), хорошо компонуются (можно выпускать различной конфигу- рации), портативны, просты в управлении и обслуживании. Одна- ко высокая стоимость и дефицит полупроводниковых элементов, низкий холодильный коэффициент термоохладителей (в сравнении с парокомпрессионными) ограничивают их широкое использование. Отечественные термоэлектрические охладители мощностью 350, 700 Вт, применяемые на воздушном и автомобильном транс- порте, могут быть с воздушным и жидкостным охлаждением «го- рячей» и «холодной» ветвей (рис. 5.12). Охладители жидкостного типа могут найти применение в танковых системах кондициониро- вания пододежного пространства операторов. Рис. 5.12. Термоэлектрический охладитель воздушного (а) и жидкостного (б) типов: / — вход жидкости; 3 — выход Представляют интерес абсорбционные и испарительные холо- дильные установки. 106
Холодильный цикл в абсорбционной холодильной установке (рис. 5.13) осуществляется с помощью бинарных растворов, сос- тоящих из поглотителя (абсорбента) и хладагента с использова- нием дешевых источников тепла (горячая вода, горячие газы). В качестве бинарных растворов используют, например, водоам- миачную смесь или смесь бромистого лития с водой. В кондицио- нерах этого типа затраты электроэнергии незначительны, однако необходимость подвода значительного количества тепловой энер- гии к кипятильнику, испарителю и вывода ее от конденсатора тре- бует значительных габаритных размеров, большого числа стыков и соединений, что снижает надежность кондиционера. Для отвода тепла кондиционером с холодильной мощностью 7000*Вт требует- ся затратить 35 кВт, что соизмеримо с мощностью системы охлаж- дения двигателя основного танка. Кроме того, высокая стоимость абсорбента, его корродирующее действие на металлы, а также не- обходимость поддержания в системе глубокого вакуума (остаточ- ное давление должно быть в пределах 798—1068 Па) снижают ве- роятность использования таких установок на ВГМ. Рис. 5.19. Принципиальная схема абсорбционной холодильной машины: / — абсорбер; г — насос; а — кипятильник; 4 — конденсатор; 5 — регулирующие вентили; б — испаритель В кондиционере испарительного типа используется эффект сни- жения температуры воздуха за счет испарения воды. Такие конди- ционеры имеют простую конструкцию, надежны в условиях повы- шенной вибрации, поэтому представляют большой практический интерес и уже применяются на тракторах. Эффективность испари- тельного кондиционера зависит от влажности окружающего воз- духа: чем меньше влажность, тем больше эффект охлаждения. Не- 8* 107
достатком является необходимость иметь большой запас воды в забронированном объеме (на 1,16 кВт около 2 л) и значительное повышение влажности воздуха на выходе из испарителя (до 80 %). Поэтому на практике испарительные кондиционеры используются в районах с сухим и жарким климатом, т. е. когда требуется охлаж- дение и увлажнение кондиционируемого воздуха. Системы обогрева. К системам обогрева обитаемых отделений танка должны предъявляться два основных требования: во-первых, нагретый воздух должен быть свободен от токсичных примесей; во-вторых, его температура на входе в обитаемое отделение не должна превышать 80 °C. Одновременное выполнение этих требо- ваний связано со значительными трудностями. В отечественных ВГМ наиболее широкое применение нашла система обогрева, ис- пользующая теплоту жидкостной системы охлаждения двигателя. Она состоит из калорифера с вентилятором и трубопроводов для теплоносителя. Система проста в изготовлении и обслуживании, имеет сравнительно малые объемно-массовые параметры, требует небольших затрат электроэнергии (только на привод вентилятора), но тепловая мощность ее недостаточна. Требуемые параметры микроклимата в основных танках могут быть получены при рацио- нальной подаче нагретого воздуха к рабочим местам экипажа и полной теплоизоляции поверхностей обитаемого отделения. Вместо калориферов можно использовать более компактные электрообогревающие элементы. Во фреоновых кондиционерах пре- дусмотрено использование закрытых трубчатых электрических на- гревателей, встроенных в воздухоохладитель. Электрообогреваю- щие элементы могут использоваться в качестве дополнительного источника тепла. Автономные отопители конструктивно значительно сложнее калориферных и электрических систем обогрева и имеют ббльшие объем и массу. Несмотря на малое потребление электроэнергии и топлива, возможность функционирования при неработающем дви- гателе, они не используются в танках из-за низкой надежности и несоответствия рабочих параметров требованиям ТТЗ. Таким образом, все используемые в танках системы отопления обитаемых отделений требуют работы основного двигателя. Наи- более целесообразно для поддержания необходимых параметров микроклимата в танках применять кондиционер, тепловая мощ- ность которого в 1,5 раза выше холодильной (тепловой насос); его можно использовать и в холодное время года. Поскольку его мощ- ность значительно выше калориферной системы отопления, послед- нюю на отдельных серийных машинах можно демонтировать. Кондиционер с воздушной трассой. Конструктивные особеннос- ти танков определяют выбор типа и конструкцию кондиционеров. Если отсутствует возможность размещения компрессора с механи- ческим приводом в моторно-трансмиссионном отделении, исполь- зуется кондиционер меньшей холодильной мощности (например, 103
типа М-51) с системой разводки воздуха к рабочим местам опера- торов. Кондиционер состоит из конденсатора, располагаемого над ра- диаторами системы охлаждения двигателя, и блока, объединяюще- го воздухоохладитель с компрессором и находящегося в обитае- мом отделении (рис. 5.14). Рис. 5.14. Принципиальная схема кондиционера М-51: / — воздуховоды к рабочим местам; 2 — испаритель; 3 ресивер; 4 — вентилятор; S — тер морсгулируюшнй вентиль; 6 — электродвигатель МП-2500; 7 — компрессор ФА-2.5С; 8 — при- вод компрессора; 9 — конденсатор; —.----------------след башни В танке Т-64А конди- ционер располагается на рамс из алюминиевого сплава справа по борту у моторной перегородки (рис. 5.15). Рис. 5.15. Внешний вид комп- рессорно-конденсаторного бло- ка кондиционера танка Т-64А: I — компрессор ФА 2.5С; 2 — термо- регулирующий вентиль; < — реси- вер; 4 — испаритель; 5 — центро- бежный вентилятор: 6 — электро- двигатель Техническая характеристика кондиционера М-51 Холодильная мощность, Вт...................................... 2320 Объем, м’ ....................................................°-025 Масса (с конденсатором), кг .....................................30 Потребляемая мощность, кВт....................................... 3 109
Центробежный вентилятор воздухоохладителя обеспечивает подачу на каждое рабочее место не менее 0,028 м3/с воздуха, летом охлаждаемого, а зимой нагреваемого. Локальное охлаждение экипажа удалось осуществить посред- ством подачи охлажденного воздуха в башню с помощью вращаю- щегося воздушного устройства (ВВУ), показанного на рис. 5.16. Рис. 5.16. Схема устройства для подачи воздуха из корпуса во вращающуюся часть обитаемого отделения: / — отводящие патрубки; 2 — вращающаяся верхняя часть; 3 — резиновые уплотнения; 4 — неподвижная часть; 5 — подводящий патрубок Оценка эффективности работы кондиционера в танке проводи- лась при температуре наружного воздуха от 38 до 41 ЦС и относи- тельной влажности 30 %; температура поверхностей танка, осве- щенных солнцем, превышала температуру наружного воздуха при- мерно на 10 °C. Без кондиционера температура воздуха в танке достигала 47 °C (т. е. превышала окружающую на 6 °C) при отно- сительной влажности 63 %. При работающем кондиционере тем- пература воздуха на выходе из патрубков воздушной трассы не превышала 26 °C. По субъективной оценке экипажа, условия оби- таемости в отделении были удовлетворительными. Кондиционер в раздельно-узловом исполнении. Если есть воз- можность разместить компрессор в моторно-трансмиссионном от- делении с механическим приводом, то целесообразно использовать кондиционер повышенной холодильной мощности для объемного охлаждения всего обитаемого отделения, например кондиционер типа М-50. В танке Т-72 компрессор этого кондиционера распола- гается в моторно-трансмиссионном отделении на основном двига- но
тгле. Воздухоохладители с электровентиляторами размещаются В боевом отделении: один — на месте отопителя, второй — за спиной водителя. Конденсатор устанавливается над радиаторами системы охлаждения, занимая свободный объем между жалюзи и сердцеви- ной радиатора. С фреоновой системой он соединяется гибкими стальными сильфонами, которые обеспечивают возможность пере- мещения конденсатора вместе с радиаторами системы охлаждения без нарушения герметичности фреоновой системы. Конденсатор со- стоит из трех секций, каждая из которых размещается между стяж- ками радиатора системы охлаждения. Техническая характеристика кондиционера М-50 Холодильная мощность, Вт........................................<’980 Объем, ms .......................................................0,08 Масса, кг........................................................70 Потребляемая мощность, кВт: на механический привод компрессоров...........................3 на привод вентиляторов...................................«... 0,35 Суммарный расход воздуха через воздухоохладители кондици- онера составляет 0,22 м3/с, разность температур на входе и выхо- де из воздухоохладителей ~ 10 °C. При температуре наружного воздуха от 28 до 31 °C и неработающем кондиционере температу- ра воздуха внутри танка примерно на 8 °C выше (при относитель- ной влажности <р=53... 61 %). При работающем кондиционере (с работающей системой стабилизации пушки) температура воз- духа на рабочих местах нс превышает 26 °C (относительная влаж- ность при этом снижается до 38—44 %). Средства индивидуальной защиты экипажа. По способу тепло- вой защиты эти средства подразделяются на пассивные, обеспе- чивающие тепловую защиту без затрат внешнего тепла за счет ра- ционального использования «инертного воздуха», заключенного между тканями материалов со значительной теплоизоляционной или отражательной способностью, и активные, защитный эффект которых определяется затратами внешнего тепла и ограничен лишь мощностью источника питания. Традиционные средства пассивной тепловой защиты — летний и зимний комплекты штатной одежды — применяются при эксплуа- тации всех без исключения танков. Повседневная теплозащитная одежда весьма разнообразна. Члены экипажа носят общевойсковую повседнев- ную форму, которая дополняется специальной одеждой и защит- ным снаряжением. Состав комплекта летней и зимней одежды 111
солдат и сержантов срочной службы бронетанковых войск в мир- ное время представлен в табл. 5.2. Таблица 52 Перечень летней и зимней одежды танкиста в мирное время Летняя форма Зимняя форма Рубаха нательная (майка трико- тажная), кальсоны нательные (тру- сы сатиновые), китель закрытый, брюки (в сапоги), сапоги кирзовые; шлемофон летний, портянки хлопча- тобумажные (носки), слецкостюм хлопчатобумажный (куртка и брюки) или маслобензостойкий костюм (для выполнения ремонтных работ) Рубаха нательная, кальсоны натель- ные, рубаха теплая, кальсоны теплые, китель закрытый, брюки (в сапоги), са- поги кирзовые (валенки), шлемофон ^зимний, ватный слецкостюм (курка и брюки) или меховой н особо холодных ' районах, портянки хлопчатобумажные, портянки теплые (носки полуиерсти- ные), перчатки хлопчатобумажные зим- ние В военное время вместо хлопчатобумажного личному составу выдается специальный костюм, изготовленный из двухслойной кир- зы с огнезащитной пропиткой; зимой этот костюм надевается по- верх ватного. Общевойсковая полевая форма (китель и брюки) в военное время заменяется общевойсковым комплектом защитного костюма или импрегнированным обмундированием. Согласно медико-техническим требованиям к средствам инди- видуальной защиты тепловое сопротивление (величина, обратная коэффициенту теплоотдачи) летнего комплекта штатной одежды повседневного ношения должно быть не более 0,17 эС-м2/Вт (0,20 °С-м2-ч/ккал), воздухопроницаемость материалов костю- ма—не менее 8 л/(м2-ч) при избыточном давлении 540 Па (55 мм вод.ст.), а масса костюма 52-го размера 3-го роста — не более 1,5 кг. Тепловое сопротивление зимнего костюма танкиста должно быть не менее 0,58 *С-м2/Вт (0,67 °C-м2 ч/ккал) и обеспечивать возможность выполнения работы средней тяжести в течение 4 ч при температуре воздуха —30 °C. Материал верха костюма дол- жен иметь воздухопроницаемость не более 8 л/(м2 ч). Масса зим- него костюма 52-го размера 3-го роста не должна превышать 5,5 кг. В настоящее время одежда танкистов не в полной мере со- ответствует этим требованиям. При скорости движения воздуха 0,5—1 м/с тепловое равнове- сие организма операторов, находящихся в танке в летней одежде, обеспечивается при температуре от 15 до 26 °C, в летнем хлопча- тобумажном спецкостюме — при температуре не более 23 °C, а в огнезащитном — не более 21 °C. 112
При замене летнего обмундирования общевойсковым комплек- том защитного костюма теплообмен тела с окружающей средой значительно ухудшается за счет повышения теплового сопротивле- ния комплекта одежды. Суммарный коэффициент теплового сопро- тивления зимнего слецкостюма операторов с обмундированием,ва ленками и зимним шлемофоном составляет примерно 0,6°См2/Вт (~0,7 °C-м2-ч/ккал). При замене валенок кирзовыми сапогами тепловое сопротивление одежды снижается на 20 %. Зимние ватные комплекты одежды при скорости воздуха 0,5— 1 м/с обеспечивают возможность поддерживания теплового рав- новесия организма операторов соответственно при температуре от —14 до 10 °C и от —6 до 14 °C. Нижняя предельная температура среды, переносимая операторами, при двухчасовом пребывании в зимних ватных комплектах одежды в состоянии покоя составляет —17 °C, а в меховых костюмах до —29 ’С. Ни один из комплектов штатной одежды операторов танка нс в состоянии обеспечить в течение длительного времени (более 2 ч) тепловое равновесие организма операторов три температуре воздуха в обитаемом отделении ниже —21 °C и выше 26 ’С. Надувная теплозащитная одежда, применяемая в качестве плавсредства и средства тепловой защиты, использует- ся в авиации. По теплозащитным свойствам эта одежда в комплек- те с летней штатной одеждой равноценна зимней штатной одежде, что позволяет уменьшить массу комплекта одежды либо повысить ее теплозащитные свойства без подвода тепла. Достоинством надувной теплозащитной одежды является так- же безопасность ее эксплуатации, а недостатком—относительно низкая надежность надувной оболочки. Кроме того, в этой одеж- де нельзя подвергаться длительному воздействию низкой темпера- туры, что является общим недостатком пассивных средств защиты. Расширить температурный диапазон рабочей среды, в котором операторы могли бы эффективно работать, позволяют активные средства тепловой защиты: одежда электрообогреваемая, венти- лируемая, комбинированная теплозащитная и с жидкостным ох- лаждением. Если в обычной зимней одежде экипаж сохраняет работоспо- собность в диапазоне температуры от —21 до 26 *С, то в электро- обогреваемой он кратковременно может находиться при темпера- туре —90 °C, а в комплекте из одежды с жидкостным охлаждени- ем и повседневной теплозащитной можно обеспечить тепловое рав- новесие организма человка в течение 3,5—4 ч в диапазоне темпе- ратур от —60 до 150 °C. Электрообогреваемая одежда. Такой одеждой поль- зуется, например, экипаж английского танка «Чифтен». Она со- стоит из электрообогреваемого жилета, тапочек и перчаток, под- ключенных к источнику постоянного тока напряжением 24 В. По- добный костюм разрабатывается в Канаде. 113
В нашей стране разработан зимний электрообогреваемый кос- тюм танкиста, состоящий из электрообогреваемой подстежки в ви- де комбинезона или куртки и брюк; верх костюма изготавливает- ся из огнестойкой ткани «Феннлон», утепленной двумя слоями полушерстяного ватина. В сочетании с табельным обмундированием такой костюм поз- воляет экипажу непрерывно находиться в танке в течение 24 ч и более при температуре воздуха до —40 °C. При этом затраты энергии на обогрев составляют от 140 Вт (в рабочем состоянии) до 180 Вт (в состоянии сна). При температуре —50 °C костюмы обеспечивают защиту от переохлаждения в течение 4—5 ч. Электрообогреваемую одежду могут использовать экипажи как вновь разрабатываемых, так и серийных танков. Ее недостат- ками являются повышенная опасность при повреждении электро- изоляции нагревательных элементов, возможность использования только для защиты от низкой температуры. Вентилируемая одежда. Это индивидуальное средство тепловой защиты широко применяется в авиации и космонавтике и является перспективным для танкистов. За рубежом такие костю- мы применяются в некоторых образцах бронетанковой техники с 1940 г., когда для борьбы с перегревом использовалось воздуш- ное охлаждение пододежного пространства. Опыт применения вентилируемых костюмов для защиты тан- кистов от переохлаждения крайне незначителен: был создан опыт- ный образец комплексного терморегулируемого костюма танкиста в США (с конвективным охлаждением и обогревом). Костюм пред- назначен для защиты танкистов от оружия массового поражения, высокой (до 43 °C) и низкой (до —40 ’С) температур. Автономная система жизнеобеспечения подает наружный воздух (0,5 м3/мин) в шлем и подкостюмное пространство для дыхания и вентиляции. В нашей стране подобные костюмы изготавливаются в виде комбинезона или жилета из прочной палаточной ткани. Детали вентилирующей системы пришиваются к внутренней поверхности костюма. Воздух по гибкому шлангу поступает в коллектор, от ко- торого по перфорированным каналам распределяется к различным частям тела. Для защиты от переохлаждения костюм должен на- деваться под теплозащитную одежду. Масса вентилируемого ком- бинезона достигает 1,2 кг, жилета —0,7 кг. Костюмы испытаны в танках Т-55 и Т-62 при температуре воздуха 30 °C (относитель- ная влажность 70—75 %) и 40 °C (относительная влажность 20—30 %). Результаты испытаний показали, что при температуре воздуха на рабочих местах до 55 °C оптимальное тепловое состоя- ние организма операторов достигается при подаче в костюм 0,5— 1 м3/мин воздуха, охлажденного до 20 °C (относительная влаж- ность до 80%). Если в костюм подается воздуха 0,5—1 м3/ч при температуре не более 30 °C и относительной влажности до 50 %, то обеспечивается такое тепловое состояние, которое позволяет экипажу эффективно работать в течение 24—48 ч (непрерывно) при 114
умеренном напряжении терморегуляторных функций организма. При увеличении температуры подаваемого в костюм воздуха до 40—42 °C обеспечивается возможность поддержания теплового со- стояния организма на допустимом уровне в течение 6—8 ч. Как показали результаты исследований, применение вентили- руемых костюмов при температуре наружного воздуха 40 (отно- сительная влажность 20 %) и 30 °C (относительная влажность 70 %) позволяет снизить холодильную мощность кондиционера до 315—465 Вт (270—400 ккал/ч) на человека соответственно. Рекомендуемая температура пододежного пространства при использовании вентилируемой одежды по данным МТТ МО СИЗ-81* приведена в табл. 5.3. Таблица 5.3 Рекомендуемая температура пододежного пространства при использовании вентилируемой одежды Влажность, К Оптимальные значения температуры, ’С Допустимые значения температуры. “С В состоянии покоя при легкой работе при работе (ведтй тяжести в состоя- нии покоя при легкой работе при работе средней тяжести 30—40 26—32 23—30 20—27 38 36 32 60—70 24—29 22—27 17-23 36 34 30 90-100 22-27 19-25 15-21 34 аз 28 Достоинством вентилируемой одежды является безопасность, высокая надежность, простота, ремонтопригодность в полевых ус- ловиях. Вентилируемая одежда заменяет спецкостюм и поэтому не увеличивает массу одежды, не требует индивидуальной подгонки для достижения максимального теплозащитного эффекта, исполь- зуется для защиты как от высокой, так и от низкой температуры. Костюм не изменяет теплозащитных свойств штатного обмунди- рования и не ухудшает теплового состояния экипажа при прекра- щении подачи воздуха. Недостатками являются относительно большие габаритные раз- меры и потребляемая мощность кондиционера, а также большие потери холода на конденсацию влаги из подаваемого в одежду воздуха при эксплуатации танков в условиях повышенной влаж- ности. • Медико-технические требования Министерства обороны СССР к средствам индивидуальной защиты, 1981 г. 115
Одежда с жидкостным охлаждением и обо- гревом. Благодаря высокой теплоемкости, вода как теплоноси- тель эффективнее воздуха, что по- зволяет уменьшить затраты энер- гии для создания требуемого микроклимата. Одежда с жид- костным обогревом и охлаждени- ем, например костюм полного ох- лаждения типа КВО-9 (рис. 5.17) или куртка, является эффектив ным средством теплозащиты при температуре от —40 °C до 50 °C, если в систему охлаждения кос- тюма подается вода (1—2 л/ч), температура которой от 8 до 36 °C в зависимости от микрокли- мата. Рис. 5.17. Схема размещения каналоп для жидкостного теплоносителя в костюме КВО-9 Рекомендуемая температура контактирующей с кожей поверх- ности одежды с жидкостным охлаждением и обогревом приведена в табл. 5.4. Таблица 5.4 Рекомендуемая температура поверхности одежды с жидкостным охлаждением и обогревом, °C Характер работы Оптимальные зиачення температуры Допустимые значения температуры при охлаждении при обогреве при охлаждении при обогреве Легкая 22-26 37-39 16—31 34—41 Средней тя- жести 20—24 35-37 13—31 34-39 Тяжелая 18- 23 34—36 8—31 34—37 Достоинством такой одежды являются возможность использо- вания одного и того же средства при высокой и низкой темпера- туре окружающей среды, безопасность, небольшие затраты мощно- сти для прокачки теплоносителя; а недостатком — пониженная на- дежность системы. Комбинированная теплозащитная одежда — это совокупность надувной одежды и активной тепловой защиты (одежда с жидкостным обогревом и охлаждением и электрообо- греваемая). 116
Достоинством комбинированной теплозащитной одежды явля- ется меньшая по сравнению с другими видами потребляемая мощ- ность, возможность использования в качестве плавсредства, регу- лирование теплозащитных свойств без подвода тепла, а также бе- зопасность. 5.3. МЕТОДЫ РАСЧЕТА СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА Расчет мощности систем кондиционирования. Расчет, как пра- вило, начинается с оценки теплового состояния обитаемого отделе- ния при заданных режимах эксплуатации. Если конструкция тан- ка позволяет, то можно по суммарному значению тепловых пото- ков выбрать кондиционер, обеспечивающий микроклимат всего обитаемого отделения. Для определения фактической тепловой нагрузки на кондицио- нер необходимо знать параметры наружного воздуха и параметры, характеризующие микроклимат обитаемрго отделения танка. Па- раметры наружного воздуха зависят от времени года, а парамет- ры микроклимата нормируются соответствующими нормативными документами. Таким образом, исходными данными для расчета являются: температура наружного воздуха /и» °C, и его относительная влажность <рн, %; температура воздуха внутри обитаемого отделе- ния t„ °C, и его относительная влажность фв, %; температура на- ружной поверхности стенки ограждения t„, °C (*Ст = 4-14 °C при максимальной инсоляции и термическом сопротивлении подбоя корпуса танка 62/Х2 = 0,5 м2°С/Вт); численность экипа- жа л; площадь внутренних поверхностей обитаемого отделения F, м2; подача наружного воздуха в обитаемое отделение от фильтро- вентиляционной установки G,» кг/с; мощность электрооборудова- ния. установленного в обитаемом отделении, в постоянном (Р) и повтцрно-кратковременном (Pz) режимах работы, Вт. Необходимая холодильная мощность кондиционера рассчиты- вается по формуле Фо = Ф, 4- Фн + Ф.., 4- Фет. (5.1) где Ф» — тепловой поток от экипажа, Вт; Ф, — тепловой поток от наружного воздуха, Вт; Фм — тепловой поток от электрооборудования (электромоторы, ос- вещение, радиостанция и др.), установленного в обитаемом отделении, Вт; ФСт - тепловой поток от стенок обитаемого отделения, нагретых солнцем и другими не точннкамн тепла (двигатель, трансмиссия, наружный воздух и др.), расположен- ными за стенкой обитаемого отделения, Вт. Тепловой поток от экипажа Ф. = Я» + «<7л. где д’—тепловой поток от водителя (достигает 270 Вт);дл. п— тепловой поток от каждого из других членов экипажа с меньшей интенсивностью работы и их число соответственно. 117
Тепловой поток от подаваемого наружного воздуха Ф. = О. (/„-/,), где /я, 1, — соответственно удельный термодинамический потенциал воздуха на- ружного и внутри обитаемого отделения, кДж/кг. Значения iH к i. определяются по температуре и относительной влажности в соответствии с диаграммой i—d, где d — массовая доля влаги в вЬздухе, кг/кг. Тепловой поток от электрооборудования Ф„ = E/VM/C3. где Nn — мощность одного агрегата электрооборудования, кВт; К» — коэффици- ент загрузки. Тепловой поток от стенок обитаемого отделения ФСТ=Е? где q, F — поверхностная плотность теплового потока через каждое ограждение (Вт/м2) и площадь его поверхности (м2) соответственно. Поверхность ограждений может нагреваться снаружи за счет солнечной радиации (<7с р), наружным воздухом если его температура выше температуры стенок, а также изнутри от основ- ного двигателя и других источников тепла, установленных за пере- городкой (дм). На нагрев воздуха в обитаемом отделении расходуется только часть <7с.р, а именно остальное отдается в окружающее про- странство конвекцией (yKi) и излучением (дя). Поверхностная плотность теплового потока Vk2 “ (^гг — ^Ст) — Ост-----^СТ ) 5= «В Ост — G)» (5.2) где средняя температура воздуха внутри обитаемого отделения, К; ^т; tc1; /ст — температура наружной поверхности стенки, поверхности соприкосновения стенки с теплоизоляцией и внутренней теплоизолированной поверхности обитаемого отделения соответственно, К; Х|, Л* — теплопроводность материала стенки и теплоизоляции соответственно, Вт/(м-К); и, — коэффициент теплоотда- чи между стенкой и воздухом внутри обитаемого отделения, Вт/(м2-К); fit, — толщина стенки машины и теплоизоляции соответственно, м. 118
Коэффициент а, представляет собой сумму коэффициентов теплоотдачи свободной конвекцией и излучением. Он зависит от температуры стенки и воздуха внутри объекта (рис. 5.18). Рис. 5.18. Зависимость коэффи- циента теплоотдачи от темпе- ратуры стенки /ст при различ- ной температуре воздуха внут- ри обитаемого отделения 1 — днище; 2 -- вертикальная стен- ка; 3 - крыша; ------- / — 25 °C ; ------- 30 Уравнение (5.2) решается графоаналитическим методом (рис. 5.19). Значения определяются эксперименталь- но в период наибольшей интенсивности солнечной радиации (с 12 до 14 ч дня) на юге страны. Рис. 5.19. Номограмма оп- ределения поверхностной плотности теплового потока q по температуре наружной поверхности стенки 6т н толщине материала б: I — днище; 2 — вертикальная Поскольку разница между значениями тем- пературы внутренней и наружной поверхнос- тей металлической стенки незначительна, можно считать 6т~6т- Сплошные линии построены для материала с малой теплопро- водностью м = 0,035 Вт/(м-К); угол их наклона к оси увеличи- вается с ростом толщины теплоизолирующего материала. Точки пересечения линий q — ав(6т — /в) с прямыми q = ~ (6т — 6т) по 119
оси ординат показывают поверхностную плотность теплового по- тока через данную поверхность, а по оси абсцисс—температуру внутренней стенки со стороны обитаемого отделения. Зная q, можно определить тепловой поток через стенку в оби- таемое отделение Фст = qF . Определив все составляющие Фо по балансу, найдем требуемую холодильную мощность кондиционера. Теплоизоляция стенок с по- мощью пенополиуретана (табл. 5.5) позволяет снизить значение Фо. В ВГМ рекомендуется применять пенополиуретан марки ППУ-304Н толщиной 15—20 мм (увеличение толщины теплоизоля- ции к существенному уменьшению теплового потока не приводит). Таблица 5.5 Физико-механические свойства пенополиуретана Марка Плот- ность, КГ,'М« Теплопровод ность X, ВтДмК) Максимальная рабочая тем пература, °C Предел прочности. МПа Водо- логло- Щение >а 24 ч, кг/м* Горючесть Способ нанесения ПУ-101Т 200 0.046 200 0,34 0,3 Самоза- туха- ющий Напыле- ние ППУ-ЗН 60 0,029—0,035 120 0,25-0,41 — То же То же ППУ-304Н 50 0,035 120 0,15 0,3 » > На теплообмен между воздухом внутри обитаемого отделения и его стенками влияют также следующие факторы: изменение подвижности воздуха при включении вентилятора воздухоохлади- теля или фильтро-вентиляционной установки нагнетателя; распо- ложение оборудования; отклонение толщины теплоизоляции от расчетной; ошибки в определении площади внутренних поверхно- стей; тепловые «мостики» (бонки и др.). Влияние этих факторов учитывается увеличением на 10 % расчетного значения Фо. Принимая холодильную мощность кондиционера равной сум- марному тепловому потоку в обитаемом отделении, получим: Ф« = (/.-/,) + (г + с,, (/,-/,)) IF = 0. где G«, сл — подача охлаждаемого кондиционером воздуха, кг/с, и его удельная теплоемкость, Дж/(кг-К), соответственно; г - 597,3 Дж/кг — теплота парооб раэовання 1 кг воды при 0 °C; ср “ 0,45 Дж/(кг К) — удельная теплоемкость во- дяного пара при температуре от 0 до 100 °C; G—температура воздуха на вы- ходе из воздухоохладителя, К; IF —скорость конденсации водяного пара в воз- духоохладителе, кг/с. 120
Значение IF зависит от влагосодержания в воздухе обитаемого отделения: где G, — расход воздуха в обитаемом отделении, кг/с; d„, —массовая доля влаги в наружном воздух^ и внутри обитаемого отделения соответственно, кг/кг; W, — скорость выделения влаги (пота) членами экипажа, кг/с (табл. 5.6). Таблица 56 Значения при различных температуре воздуха внутри обитаемого отделения /, и интенсивности работы оператора 20 21 20 39 21 23 21 41,5 22 25 22 44 23 27,5 23 46.5 Легкая (командир. 24 30 Средней тяжести 24 49 наводчик на марше) 25 32 (водитель, командир и наводчик на поле 25 51,5 26 34 боя) 26 54 27 36,5 27 56,5 28 38,5 28 59 29 41 29 61,5 30 43 30 64 35 55,5 35 78 Температура ограждения (радиационная температура) внутри обитаемого отделения - (v I (т + “•) • Расчет тепловых потоков в обитаемое отделение танка в зим- них условиях производится аналогично, однако влажность возду- ха гори этом не учитывается. Тепловая мощность кондиционера Фо — — ^к) » где Ф^ = Ф,+Ф9Л — Фст Ф, — суммарный тепловой поток в обитаемое отделе- ние; и ск — подача нагреваемого кондиционером воздуха, кг/с, и его удель- ная теплоемкость, Дж/(кг-К), соответственно; нормированная температура воздуха в обитаемом отделении для зимних условий, К; — температура воз- духа на выходе из воздухонагревателя, К. 121
Полученные значения тепловой и холодильной мощности кон- диционера достаточны при стационарном тепловом состоянии оби- таемого отделения. Для практического использования эти значе- ния уточняются с учетом теплоинерционных параметров обитае- мого отделения и нормируемого времени выхода на заданные па- раметры микроклимата с Помощью средств терморегулирования: на ЭВМ рассчитываются температурные параметры микроклима- та для нестационарного теплового состояния с учетом влияния климатических условий эксплуатации и конструктивных особенно- стей обитаемых отделений танков (многослойное™ стенки ограж- дения. подвижность воздуха внутри и снаружи обитаемого отделе- ния, геометрические и теплотехнические параметры обитаемого отделения и размещенного в нем оборудования). Исходными данными для расчета являются: Fi—площадь участка ограждения обитаемого отделения, м2; ц, — показатель неоднородности теплопередачи (отношение теплоизолированной части поверхности ко всей площади F<); (Му*. (82)о — толщина слоев ограждения на теплоизолирован- ном и нетеплоизолированном участках ограждения, м; (Х,)/у I Uah/— теплопроводность слоев соответственно, Вт/(м • К); Л/ — нормируемый перепад температур воздуха и ограждения внутри обитаемого отделения, К; v, 0| — скорость движения машины и ветра соответственно, м/с; Ок, О,—подача воздуха, обрабатываемого кондиционером, и расход его в обитаемом отделении соответственно, кг/с; р,, — плотность потоков воздуха, кг/м3; ^—среднее значение нормируемой начальной температуры воздуха в обитаемом отделении, К; ^ — температура наружного воздуха, К; Ф—суммарный тепловой поток, требуемый для охлаждения летом и обогрева зимой, Вт; Н,о, 8, —разность между температурами воздуха внутри и сна- ружи обитаемого отделения до и после включения кондиционера, К; к,— теплопроводность воздуха, Вт/(м-К); а, у, —температуропроводность и кинематическая вязкость при начальной температуре, м2/с; Соб, Св—теплоемкость оборудования и воздуха в обитаемом отделении, Дж/К; V — свободный объем обитаемого отделения, м3; т — продолжительность поступления тепловых потоков, ч. Рассчитывается скорость (подвижность) воздуха в обитаемом отделении (м/с): , __ (Qk/Pk + 0.7 Gi/Рв) F* ТТЛ » * где F = SFj; k — число единичных поверхностей; 122
температура воздуха t (0,168 Ов 4 kF) глее, \+(о.168<5*+кл -%)!' ' ,''’б + С' |: к~ М"*Ч'" цнент теплопередачи через суммарную поверхность; К ^KiFil^Fi; /(^ — коэффициент теплопередачи через единичную поверхность; К|=----------—— --------4-------------Ц--------; т, п — число слоев I/». + !/«.+ £(£)„ F ''*• 1 /?,(£)</ в единичных ограждениях с теплоизоляцией и без нее; 1 Г „ , „ Г vj* ~ / 0.287 ЫЙ> / 0,287 Д/ й^. \<U „ *• л[ ’ |/ 4«v,V +|/ ) 8 + 0.7(v + v,)/^)’’; температура стенки ^ст = ®ст Н~ А< « где нст - Н, (1 — К/ав) . Полученные значения сравниваются с нормативными и исполь- зуются для точного определения необходимой мощности средств терморегулирования обитаемого объема при оценке микроклимата в серийных танках и его прогнозировании на стадии проектирова- ния новых образцов. Расчет систем обогрева рабочих мест. Методы расчета устанав- ливаются отраслевым стандартом. Основной показатель — тепло- вая мощность отопителя Ф = - Фш- Фет + Ф. + Ф.д + Фм.п . где Фи — тепловые затраты на подогрев наружного воздуха, подаваемого филь- тровентиляционной установкой; Фсг — тепловой поток через ограждения (стенки); Ф» — тепловой поток от экипажа; Ф,л — тепловой поток от электрооборудования; Фил — тепловой поток через моторную перегородку. При выделении тепла в обитаемое отделение тепловой поток положителен, при отводе тепла из него наружу — отрицателен. Расчет отдельных составляющих теплового баланса произво- дится по формулам, приведенным в предыдущем разделе. Расчет систем кондиционирования воздуха в пододежном про- странстве операторов. Уравнение теплового баланса системы ин- дивидуального кондиционирования воздуха в пододежном прост- ранстве операторов имеет следующий вид: ФсКПП — *СИТЗ — ~ Ф« — фос. в — 0, где ФСКПп* фситз~ потребная мощность системы кондиционирования возду- ха в пододежном пространстве и средств индивидуальной тепловой защиты соот- ветственно; Фпр, Фт₽. Фос.. —тепловые затраты в протоках (каналах распределе- ния) тепла или холода по поверхности тела операторов, потерн при транспорти- ровке тепловых потоков к средствам индивидуальной тепловой защиты (в трубо- проводах) и на преодоление гидравлического сопротивления системы распределе- ния тепла или холода, затраты на осушение воздуха соответственно. 123
Значение Фситз можно определить, воспользовавшись уравне- нием теплового баланса организма человека, в которое включены наиболее значимые теплопотери организма: М - Фр.» - Ф„ - Ф* = 0, (5.3) где М — тепловая энергия организма оператора; ФРж, Фп, Фд — тепловые затра- ты организма: радиационно-конвективные, при испарении пота, при дыхании со- ответственно. При нарушении теплового равновесия организма операторов с рабочей средой правая часть уравнения (5.3) будет отлична от нуля и равна мощности средств индивидуальной тепловой защи- ты Фситз » потребной для восстановления теплового равновесия: Фситз = Af - 4>р.. - ф„ - ф,. (5.4) Радиационно-конвективные тепловые потери организма через одежду Фр. “-у (5.5) где 5 — площадь поверхности тела оператора, м2; /рс — температура воздуха на рабочем месте, "С. Средневзвешенное значение теплового сопротивления одежды равно сумме тепловых сопротивлений штатной одежды и средств индивидуальной тепловой защиты: Z? = /?ш. о 4- ^ситз = о ®ситз/\:итз» (5.6) где бситз— толщина СИТЗ; АсИТз—теплопроводность, в первом приближении равная теплопроводности обычной одежды, т. е. 0,049 Вт/(м-К). Средневзвешенное значение температуры кожи оператора t, — 36,07 — 0,0354 ~ . (5.7) Тепловые потери организма испарением в условиях комфортно- го микроклимата: Фи = 0,365 (-у- —58), (5.8) а затраты на нагрев вдыхаемого воздуха Фд = 0,0012 М - /р с), (5.9) где — температура выдыхаемого воздуха, °C. Подставив выражения (5.5) — (5.9) в уравнение (5.4), после преобразования получим Фситз= [0.64 + Яшо+°^ситз - 0.0012(/.,. - М + +(20-8+₽2^»с.)5- <5-10> 124
Значения величин, входящих в формулу (5.10), приведены в табл. 5.7. Таблица 5.7 Расчетные параметры средств индивидуальной тепловой защиты летом (в числителе) и зимой (в знаменателе) ситз 'р.с- "С 4ситз, мм М, Вт Воздухораспределитель- ные устройства 45 0 36 215/103 Вентилируемая одежда 50 0 36 То же Одежда с жидкостным охлаждением 70 5 36 > Электрообогреваем а я одежда -60 5 30 > Комбинированная тепло- защитная одежда с надув- ной оболочкой 70/—60 2 36/-30 > Тепловые затраты ^пр = Фи. п — Фситз» где Фи.п — мощность, необходимая для обеспечения заданного теплового состоя- ния оператора (нормируется по результатам физиолого-гигиенических исследова- ний конкретных средств индивидуальной тепловой защиты). При использовании воздухораспределительных устройств и вен- тилируемой одежды Фи.п = — ^вситз) ’ Значения расхода воздуха через средства индивидуальной теп- ловой защиты G,, температуры рабочей среды и воздуха на входе в них приведены в табл. 5.8. Для одежды с жидкостны м охлаждением н электрообогрева - емой в первом приближении принимается Фн. п = Фситз. Тепловые потери через стенки трубопроводов Фтр определяются по формуле ф„ = £ «Л где и, — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности ьго участка трубо- проводом с площадью поверхности Л; — температура поверхности i-ro участ- ка трубопроводов; п — количество участков. Значения а/ и Л определяются экспериментально. 125
Таблица 5.8 Допустимые значения параметров средств индивидуальной тепловой защиты Параметр Воздухораспределитель- ные устройства Вентилируемая одежда водителя остальных операторов водителя »»< | МЫШ | операторов Температура воздуха рабочей среды /ре, ЬС 45 45 50 50 Относительная влажность воз- духа рабочей среды фр.с, % 40 40 60 60 Подача воздуха в СИТЗ G», кг/ч 80 80 80 G0 Температура воздуха на входе в СИТЗ <,СИТЗ’ °C 25 25 <33 <35 Относительная влажность воз- духа на входе в СИТЗ<рвСИТ3. % — — <45 <45 В новых танках в первом приближении: для воздухораспределительных устройств одежды ФгР = 0,2 (Фситз + ФПр); и вентилируемой для одежды с жидкостным охлаждением и обогревом ФТр = 0,04 Фситз; для электрообогреваемой одежды Фтр = 0. Тепловые потери на преодоление гидравлического сопротивле- ния системы распределения тепловых потоков где qv — расход теплоносителя через систему распределения, м*/с; р — гидравли- ческое сопротивление системы, Па; т|в —КПД вентилятора или насоса. Для электрообогреваемой одежды Фн = 0. Затраты тепловой мощности (в Вт) на осушение воздуха в воз- духораспределительных устройствах и вентилируемой одежде ф^., = 67О£)Ы, где Рвл G, (dp с — ситз) скорость выделения влаги из воздуха, пода васмого в средства индивидуальной тепловой защиты; О, —подача воздуха в си- стему индивидуальной защиты, кг/ч; dp c. dBcMT3 — влажность воздуха в объе- ме обитаемого отделения и на входе в систему индивидуальной тепловой защи ты, кг/кг. Значения dp с, *4ситз определяются по диаграмме i—d влаж- ного воздуха. Значение с/вситз Для вентилируемой одежды опре- деляется по сочетанию температуры и влажности воздуха на вхо- 126
де в нее; для воздухораспределительных устройств по точке пере- сечения линий температуры воздуха на выходе из воздухоохлади- теля ^в.о СИТЗ и <Рр.с= 100 %. При этом в.о СИТЗ — * СИТЗ гв.(7в ’ Значения О„ /р с, <рр.е, /,ситз и ?вСИТЗ определяются по табл. 5.8. 5.4. ШУМ В ОБИТАЕМЫХ ОТДЕЛЕНИЯХ ТАНКОВ И МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДОПУСТИМЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ Многочисленными исследованиями установлено, что шум высо- кой интенсивности отрицательно действует на центральную нерв- ную систему и органы слуха человека. Уровень шума в обитаемых отделениях современных отечественных танков за время службы в армии не приводит к необратимым изменениям в организме чле- нов экипажа, однако он является фактором, вызывающим повы- шенную утомляемость, замедление реакций, ослабление внимания. Шум с уровнем звукового давления до 90 дБ вызывает сдвиги в динамике вегетативных центров через 6—7 ч, а при 130 дБ — через 20—25 мин. Повышение интенсивности высокочастотного шума с 90 до 100 дБ снижает скорость переработки информации операторами на 0,1—0,15 бит/с. Высокочастотный шум (1—3 кГц) с интенсивностью 90—95 дБ либо низкочастотный (300 Гц) с ин- тенсивностью 115 дБ вызывает падение слуховой чувствительности на 20—30 дБ; восстанавливается она часами или даже сутками. Интенсивный шум увеличивает газообмен, изменяет частоту и глу- бину дыхания, повышает расход энергии на 20—25 %; нередко появляется симптомокомплекс укачивания в виде холодного пота и тошноты. Превышение уровня нормативных требований (80—90 дБ)* на 15—20 дБ приводит в промышленности к снижению производи- тельности труда на 10—20 %. Так же шум может повлиять и на оператора ВГМ, если понимать под производительностью труда эффективность выполнения алгоритма боевой деятельности. В современных отечественных танках уровень шума на рабо- чих местах операторов значительно (до 35 дБ)* превышает норма- тивные требования. Основные источники шума. Основными источниками акустичес- кого шума внутри танков являются силовая установка и ходовая часть. На стоянке и при движении машины с малой скоростью наибольший шум на рабочих местах экипажа обычно дает сило- вая установка. При увеличении скорости движения шум ходовой части становится определяющим. Шум в обитаемых отделениях танков широкополосный, т. е. имеет частоты, лежащие во всем диапазоне звукового спектра, од- нако преобладают энергетические уровни, лежащие в нижней ча- • Уровень звукового давления приводится по кривой Л ГОСТ 17187—81. 127
сти спектра (в области октавных полос со среднегеометрическими частотами 63, 125 и 250 Гц для некоторых машин характерным является шум со среднегеометрической частотой 500 Гц). Силовая установка является непосредственным источником шума, проникающего через моторную перегородку в обитаемые от- деления (воздушный шум). Она же является и источником вибра- ции, передающейся через опоры и неопорные связи корпусу ма- шины и вызывающей генерацию звука деталями корпуса (струк- турный шум). В силовой установке основным источником шума яв- ляются система выпуска газов, сам двигатель, коробка передач и бортовой редуктор. Ходовая часть служит источником вибрации корпуса, вызыва- ющей генерацию структурного звука. Методы борьбы с шумом. Звуковое поле в обитаемых отделе- ниях танков создается значительным числом источников, поэтому его снижение может быть достигнуто лишь при комплексном под- ходе. Существуют следующие методы борьбы с шумом: звуко- и виброизоляция, а также звуко- и вибропоглощение. Кроме того, снижению шума способствует снижение уровня вибрационных воз- мущений. При выборе метода виброакустической защиты следует учиты- вать ее влияние на возрастание массы и внутреннего объема ВГМ. Наиболее эффективна установка средств виброакустической за- щиты в источнике звука (звуковых вибраций) или в ближних к нему каналах передачи звуковой энергии. Звукоизоляция — использование преград, препятствующих рас- пространению звука (моторная перегородка в танке). Существен- ный эффект может дать также звукоизоляция корпуса эжектора (системы выпуска). Площадь корпуса эжектора обычно сущест- венно меньше площади моторной перегородки, и снижение шума в обитаемых отделениях в этом случае требует меньшей дополни- тельной массы. Звукоизолирующие преграды следует предохра- нять от вибрации основной конструкции. Так, моторную перего- родку рекомендуется выполнять в виде силового каркаса с малой излучающей поверхностью, облицованного экранирующими звук пластинами, подвешенными на податливой окантовке. Звукоизолирующие преграды могут быть однослойными и мно- гослойными. Звукоизолирующие свойства однослойной преграды различны для каждого частотного диапазона. При низких часто- тах свойства преград определяются, главным образом, нх жест- костью. В этом случае большой эффект дает усиление конструк- ции ребрами жесткости или использование конструкций, имеющих форму тел вращения, или их элементов (сфера, цилиндр, сфериче- ские или цилиндрические сегменты). В диапазоне частот выше двух-трехкратной низшей резонанс- ной частоты эффективность звукоизоляции определяет масса ограждения. 128
Когда проекция волны падающего на ограждение звука стано- вится равной длине свободных изгибных волн в ограждении, зву- коизоляция значительно ухудшается в результате пространствен- ного резонанса — эффекта волнового совпадения. При звукоизолирующие свойства преграды определяет внутреннее тре- ние. Двойные ограждения с воздушным промежутком между стен- ками эффективнее однослойной преграды такой же массы. Звуко- изолирующие свойства двойных ограждений зависят от толщины воздушного промежутка и соотношения поверхностной плотности каждой стенки. Существенную роль в повышении коэффициента звукоизоляции играют звукопоглощающие материалы, помещенные в воздушном промежутке, причем материал с открытыми порами эффек- тивнее, чем с закрытыми; чем толще слой звукопоглощающего материала, тем лучше звукоизоляция. Наиболее эффективно (по сравнению с однослойными ограждениями той же массы) для средних и высоких частот применение комбинированной звукоизо- лирующей перегородки, где в качестве двух твердых стенок ис- пользуются материалы с различным акустическим импедансом (например, одна стенка из стали, вторая — из дюралюминия). Широкое применение находят звукоизоляционные конструкции типа «Сандвич>, когда промежуточный слой работает на сдвиг, а наружные слои выполнены из твердых материалов. Такая конст- рукция обеспечивает большие потери шума в промежуточном слое. Звукопоглощение. Этот метод заключается в облицовке внут- ренних поверхностей ограждений звукопоглощающими материала- ми для уменьшения интенсивности отраженных от этих поверхно- стей звуковых волн. Звукопоглощающие покрытия могут наносить- ся на всю площадь поверхности или на значительную ее часть. С их помощью можно уменьшить уровень звукового давления в области средних и высоких частот (250 Гц и выше) на 5—7 дБ. Большинство звукопоглощающих материалов (табл. 5.9, 5.10) обладают хорошими теплоизолирующими свойствами, их приме- нение в танке может способствовать одновременному улучшению теплоизоляции корпуса. Звукопоглощающими материалами следует покрывать все ме- таллические поверхности обитаемых отделений за исключением каркасных стоек и перемычек, которые можно покрыть облицовоч- ными материалами. Местное уменьшение толщины звукопоглоща- ющего покрытия (например, в зоне головы оператора) не оказывает существенного влияния на эффективность покрытия в целом. Виброизоляция — установка преград, препятствующих распро- странению вибраций акустического диапазона частот. Элементы виброизоляции должны устанавливаться между деталями так, что- бы не образовывались звуковые мостики, т. е. связи изолируемых деталей по металлу. 9 Зак. 22 «с» 129
8 Таблица 5.9 Характеристики звукопоглощающих материалов Материал Коэффициент звукопоглоще- ния на частоте 1 000 Гц Температур- ный диапазон прнме^ния, Плотность, г/см3 Эффективность звукоизоля- ции на частоте 1 000 Гц. дБ Способ крепления Технический войлок из химических волокон (во- локнистый рулонный ма- териал) Поропласт полиурета- новый ППУ-Э (листовой материал на основе по- лиэфира) Искусственная кожа на искусственном войло- ке ИКТИС-800 Искусственная кожа на льноватине (холсто- прошивочное волокно из лубяных волокон) 0,3 при толщине 9 мм; 0,71 при толщине 18 мм 0,27 при толщине 10 мм 0,36 при толщине 5 мм 0,14 при толщине ма- териала 3 мм —200 ... 70 а -15... 60 -30...Е0 -30... 60 0,040... 0,150 0,025... 0.060 0.32 0,60 0 при толщине 9 мм; 2 при толщине 18 мм 0 при толщине 10 мм; 0,35 при толщине 20 мм 5 прн толщине 5 мм 2 прн толщине 9 мм Клеем 88Н или 4010, а также механически Клеем 88Н или 4010 То же >
Таблица 5.10 Теплоизоляционные материалы, обладающие звукопоглощающими свойствами 1 Материал Плотность, г/см3 Плиты теплоизоляционные из стеклянного штапельного во- локна ПТ-75 (ГОСТ 10499—78) 0,075 Материал теплозвукоизоляционный АТИМСС (ТУ РСФСР 173919—75) 0,025 Материал теплозвукоизоляционный АТМ-1 (ТУ 18-16-85—82) 0,01 Материал теплозвукоизоляционный АТМ-3 и маты теплоизо- ляционные ATM-Юс (ТУ РСФСР 174218—76) 0.4 Пенопласт полиуретановый ППУ-ЗМ (ТУ 6-05-1734—75) 0,08 Изделия звукопоглощающие марки БЗМ (РСТ УССР 5011—81) 0,02 Холсты из ультрасупертонкого базальтового волокна БСТВ («Б» РСТ УССР 5013—81) 0,08 Плиты минераловатные на синтетическом связующем ППМ-80 (ТУ 21-24-52—73) 0,125 Основными материалами для виброизолирующи х элементов служат резины и пластмассы, а также специальные вибропогло- щающие сплавы. Эффект вибропоглощения повышается при сжа- тии и сдвиге резины по сравнению с чистым сжатием. Основные принципы проектирования виброизолирующнх устройств, отработанные в других отраслях промышленности, мо- гут быть использованы при проектировании ВГМ с учетом их спе- цифики и компоновки. Вибропоглощение. Этот метод заключается в применении устройств или материалов, обладающих повышенными вибропо- глощающими свойствами. Отечественной промышленностью разработаны следующие виб- ропоглощающие покрытия: мастичные (антивнбрит, ВД-17, Адем-НШ), листовые или плиточные (Агат, ВМЛ-25, Адем-К), композитные (полиакрил-ВС, СКЛ), которые наносятся на поверх- ности конструкций, передающих вибрацию. Для этой цели также широко используются резина и битум. Мастичные покрытия имеют важное преимущество: их можно наносить методом напыления или шпателирования поверхности любой конфигурации. Слой вибропоглощающего покрытия имеет наибольшую эффективность при толщине, в 1,5—2 раза превыша- ющей толщину демпфируемой поверхности. Характеристики неко- торых мастичных покрытий приведены в табл. 5.11. Существенным 9* 131
♦недостатком этих покрытий является относительно узкий темпера- турный диапазон, в котором они обладают хорошими вибропогло- щающими свойствами. Разработана опытная мастика, предназна- ченная для использования при температуре от —40 до 85 °C. Таблица 5.11 Характеристики мастичных покрытий МатернлЛ Эффективный коэффициент по- терь (при темпе ратуре) Тгмпературиый диапазон акусти- ческой аффектна мости. С Плотность, Адем-НШ (ТУ 40-2-047—80) 0,13—0,15 (2G ’С) 0 . . . 50 1,15-1,2 Антивибрнт-5 (ТУ 6-05-211-1060—79) 0,4—0,6 (20 вС) -10.. 50 1,60 Антивибрнт-7 (ТУ 6 05-211-1060—79) 0,7—0.8 (70 ’С) 40 . 100 1,60 Мастичными покрытиями могут обрабатываться следующие сборочные единицы танков: моторная перегородка (поверхность перегородки и люков, наружная и внутренняя поверхности силовых стоек); бсртовой редуктор (наружная поверхность корпуса); эжек- тор (наружная поверхность корпуса); ходовая часть (поверхность дисков и ступиц опорных и поддерживающих катков, направляю- щих и ведущих колес; наружная и внутренняя поверхности кронш- тейнов поддерживающих катков и подвески, балансиров, кривоши- пов и корпусов механизмов натяжения гусеницы). Листовые или плиточные покрытия применяются, главным об- разом, для демпфирования вибрации плоских поверхностей. Они могут наклеиваться непосредственно на эти поверхности (причем эффект вибропоглощения прямо пропорционален площадй контак- та) или наноситься на подслой из легкого и жесткого материала, располагающийся между демпфируемой поверхностью и покры тием. Композитные покрытия состоят из чередующихся слоев фольги (обычно алюминиевой) и полимерного связующего, обладающего высокими демпфирующими свойствами (табл. 5.12). В танках композитные покрытия могут применяться для демп- фирования колебаний моторных перегородок. Возможность приме- нения их для демпфирования колебаний листов корпуса требует экс пери м ентал ыюй проверки. Резина и битум обладают достаточно высокими вибропоглоша- ющими свойствами. В промышленности широко применяется рези- на, прижимаемая с помощью болтов через армирующий металли- ческий лист к демпфируемой поверхности. В танках целесообраз- но применять резину для покрытия пола (днища) боевого отделе- 132
ния и отделения управления, а битум —для заполнения внутренних полостей рамных конструкций (например, каркаса моторной пере- городки). Таблица 5.12 Характеристики композитных покрытий Материал Эффективный ковффнциент потерь (при температуре) Плотность. Г/см’ Полнакрил-ВС (ТУ 5-392-133-273-80) 0,13 (20 "С) 0,08 (0 *С) 0,09 (-40 ’С) 1.5-1.7 • СК Л-25 (ТУ 38-5-398—69) 0,6 (50 ’С) 0,20 (-20 ’С) 0,08 (0 °C) 1,25 СКЛ 45 (ТУ 38-5-398—69) 0,06 (50 ’С) 0,20 (20 °C) 0,08 (0 °C) 1.25 СКЛ-6020 (ТУ 38-5-398—69) 0,10 (50 °C) 0,07 (20 ’С) 0,10 (0 °C) 1,25 В последние годы во многих странах ведутся работы по созда- нию металлических конструкционных материалов, обладающих высокими вибропоглощающими свойствами (логарифмический декремент выше 10 %). В СССР используются сплавы магния с цир- конием, никеля с железом, марганцово-медные, титаноникелевые и ряд других. Выполненные в отрасли исследования позволяют сформулиро- вать общие рекомендации, облегчающие выбор метода виброаку- стичеокой защиты операторов в проектируемых образцах ВГМ (табл. 5.13). Внедрение мероприятий по борьбе с шумом требует экспериментальной отработки элементов виброакустической защи- ты с целью достижения их максимальной эффективности. 133
Рекомендации по применению методов виброакустической защиты экипажей танков Составная часть ВГМ Силовая установка: эжектор (система вы пуска) опоры двигателя опоры коробки передач тракт передачи мощ- ности корпус бортового ре- дуктора крепление бортового редуктора Ходовая часть: корпус ведущего ко- леса подпор на ведущем колесе опорный каток балансир кронштейн подвески направляющее колеси кривошип опоры кривошипа корпус механизма на- тяжения гусеницы поддерживающий ка- ток кронштейн поддержи- вающего катка Корпус: внутренняя поверх- ность моторная перегородка: стенка силовой каркас крепление люки отверстия | Звукоизоляция 5 1 g 0 Вибронзоля- ЦИЯ Вибропоглощение Амортизаторы Звукоизолирующие мостики Мастичные покрытия^ Твердые покрытия на подслое g L > а Заполнение виутрен них полостей вибро поглощающими ма- тери алв ми Вибро поглощающие сплавы 4- + + + 4- 4- + + + + + + + + + + + ,+ч + + + + М + + % + + + + + + + + + + + + 134
5.5. СПОСОБЫ И СРЕДСТВА СНИЖЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ на экипаж танка Влияние динамических воздействий на работоспособность эки- пажа танка. Нагрузки, вызванные динамическими процессами, про- исходящими в танке, существенно снижают боеспособность танкис- тов и эффективность использования системы экипаж—танк. Эти на- грузки условно можно подразделить на непрерывные (вибрацион- ные) и импульсные (ударные). Непрерывные воздействия. Непрерывными являются колебания корпуса танка во время движения, не сопровождающиеся пробоем подвески ходовой части, а также вибрация элементов оборудова- ния рабочих мест, контактирующих с человеком (органы управ- ления, пол, сиденье), вызванная работой силовой установки и дру- гих агрегатов. Эти воздействия описываются характеристиками случайных процессов. Непрерывные динамические воздействия не только влияют на скорость движения танка, но и существенно снижают эффектив- ность стрельбы, так как затрудняют наблюдение через прицелы и приборы наблюдения, что замедляет отыскание цели. Действие вибрации на оператора может быть оценено посред- ством статистического анализа ошибок, допускаемых им в процес- се деятельности. Зависимость надежности деятельности оператора R(t) в одной из функций управления представлена на рис. 5.20. Рис. 5.20. Зависимость надежности работы оператора при восприятии световых сигналов и действии узко- полосной случайной вибрации со средней частотой 4 Гц и средним ква- дратическим значением ускорения 0,76 м/с2 (/) и при отсутствии виб- рации (2) от времени Т Действие вибрации на организм человека определяется четырь- мя основными характеристиками: интенсивностью, спектральным составом, длительностью и направлением воздействия. Параметры предельно допустимых механических колебаний на рабочих местах танкистов регламентированы ГОСТ В 21951 76 «СЧМ. Механические колебания. Предельно допустимые значения вибрации на рабочем месте человека-оператора». Показателями интенсивности служат средние квадратические значения виброскорости. Спектральный состав вибрации оценива- ется в октавных полосах частот. Предельно допустимый уровень вибрации установлен для воздействия в течение 8 ч; при продол жительности воздействия менее 4 ч значения параметров следует увеличить в 1,4 раза. 135
Методика измерения вертикальных ускорений изложена ь РЭО-СВ—80. Согласно этой методике, измерения производятся при движении танков с разной скоростью по участкам сухих на- катанных гусеничными машинами трасс с различным микропро- филем, характеризующимся интенсивностью микропрофиля /4, пропорциональной квадрату высоты неровностей и обратно про порциональной их длине*. Вертикальные ускорения на рабочих местах операторов совре- менных отечественных танков измеряются с помощью специаль- ной аппаратуры и записываются на магнитную ленту. Влияние скорости движения танков и интенсивности микропро- филя на средние квадратические значения вертикальных ускоре- ний в обитаемых отделениях показано на рис. 5.21, 5.22. Из црн- * См. т. 1, гл. 7. 136
веденных зависимостей видно, что при движении танков на рабо- чих местах операторов возникают значительные ускорения, осо- бенно на сиденье водителя. Рис. 5.22. Зависимость средних квадратических значений верти- кальных ускорений при движе- нии танка Т-64А со скоростью 20 км/ч от интенсивности мик- рон рофиля I ня сиденье командира; 2—на днище под сиденьем иодигеля; 3 — на сиденье водителя; 4 — на полу под сиденьем командира О нагрузке на водите- ля танка при движении судят не только по сред- ним квадратическим зна- чениям ускорений. Так, при движении танка со скоростью 19 км/ч по трассе с /а = 105 см2/м в одном из заездов в течение 1 мин на сиденье водителя было за- фиксировано 22 удара с ускорением не менее 3g. Наряду с интенсивностью на состояние человека влияет частота вибрации, особенно в диапазоне от 0 до 30 Гц. При частоте коле- баний ниже 1 Гц тело человека движется как единое целое с тан- ком, нс испытывая относительных перемещений. Такие колебания не приводят к вибрационной болезни, но вызывают симптомы укачивания. Частота колебаний около 2 Гц соответствует собствен- ной частоте колебаний головы человека в горизонтальной плоско- сти. При этом возникает резонанс, сопровождающийся мозговыми нарушениями (головные боли, расстройство мышления и др.). При механических колебаниях с частотой 2—5 Гц возникает резонанс желудка, в результате появляются боли в области верх- ней части живота, тошнота, а при длительном воздействии — рвота. Частота 3—6 Гц соответствует собственной частоте колебаний туловища сидящего человека, появляются нарушения в сложно- координированной деятельности. Частота 4—8 Гц является резонансной для некоторых органов брюшной полости (печень, селезенка, позвоночник, органы таза). В этом случае возникают различные расстройства указанных ор- ганов (тяжесть в животе, болевые ощущения в нижней части жи- вота, в поясничной области и др.), также обусловливающие сниже- ние работоспособности оператора. Колебания с частотой 7—9 Гц особенно неблагоприятны для отолитового аппарата, расположенного в улитке внутреннего уха. Ю Зак. 22 «с» 137
Длительное воздействие таких колебаний сопровождается разви- тием морской болезни (тошнота, обильное слюноотделение, рво- та, резкая мышечная слабость, нарушение сложнокоординирован ной деятельности, снижение и утрата работоспособности). Частота 11—16 Гц, соответствующая собственной частоте коле- бания ампулы прямой кишки, обусловливает нестерпимые позы- вы к дефекации и мочеиспусканию. Частота 28—30 Гц является резонансной частотой колебании глазных яблок человека и приводит к нарушению функций наблю- дения, слежения, прицеливания. Ошибки наводки при стрельбе из танка с ходу в два раза больше, чем при стрельбе с места. Время, затрачиваемое на обнаружение цели при движении основного танка со скоростью 15 км/ч, возрастает в 3—5 раз, а время, затра- чиваемое на производство первого выстрела с ходу, увеличивает- ся на 25 % и более. При частоте колебаний 30—32 Гц вступает в резонанс в вертикальной плоскости голова, что вызывает мозго- вые нарушения (головная боль, расстройство функций мышления и координации действий). При частоте колебаний 32—40 Гц в резонанс вступают полусог- нутые руки, затрудняется выполнение тонких и точных движений. Частота вибрации 60 Гц является резонансной для грудной клетки. Появляются нарушения легочного дыхания (одышка, ка- шель) и сердечной деятельности (боли за грудиной, перебои в ра- боте сердца, учащенное сердцебиение и др.). При вибрации с частотой 60—90 Гц, соответствующей собствен- ной частоте колебаний отдельных структур глаза (стекловидного тела, хрусталика, нервных проводников), нарушаются функции зрения. Частота вибрации 100—200 Гц соответствует собственной часто- те колебаний нижней челюсти человека, при этом расстраивается глотание и речь. При частоте вибрации 300—400 Гц, соответствующей частоте колебаний черепной коробки, серьезно нарушаются функции мозга. Экспериментально установлено, что при движении танков с разной скоростью по трассам с различным микропрофилем частота колебаний на сиденьях водителей равна 1; 1,5; 1,8; 19,5—24,5; 27,6 и 30 Гц, а в боевом отделении — 1,17; 2,1; 19,5—24,5; 27,9 и 30 Гц. Такне значения являются резонансными для плечевого пояса и го- ловы. При этом снижается острота зрения вследствие смещения изображения объекта относительно сетчатки глаза. Импульсные воздействия. Импульсные ударные ускорения, дей- ствующие не более 1 с, возникают при пробитии подвесок, стрель- бе из собственного орудия, снарядном обстреле, подрыве на мине и действии воздушной ударной волны взрыва. На рабочем месте водителя при пробитии подвесок такие уско- рения достигают 9g (за 0,15—0,2 с), при стрельбе из серийной танковой пушки — 3 g. 138
При стрельбе из экспериментального безоткатного орудия (им- пульс силы отдачи 40 кН с) ударное ускорение на рабочем месте водителя достигало ii g (за 0,02 с). Для обеспечения безопасности танкистов следует ограничить уровень ударных ускорений значениями, при которых возможна непрерывная операторская деятельность. При разработке систем жизнеобеспечения летчиков и космо- навтов было установлено, что небольшие ускорения (2—4 g) пере- носятся лучше при медленном нарастании, большие (>10£) — при быстром (рис. 5.23). Из графика видно, что поперечно направ- ленные ускорения переносятся лучше, чем продольные, а ускоре- ния в направлении голова—ноги переносятся хуже, чем в обрат- ном направлении. l.c Рис. 5.23. Взаимозависимость уровня пе- реносимых ускорений и длительности ударных воздействий в различных нап- равлениях: I голова—ноги; 3 — ноги—голова; '3 спина - грудь; ---- продольные ускорения; -----поперечные ускорения ж/L и Из летной практики известно, что при катапультировании в на- правлении спина—грудь переносимыми являются перегрузки от 40 до 45 g в течение 0,08 с при градиенте нарастания 500 g/c. Лучшая переносимость человеком поперечно направленных ус- корений послужила основанием для выбора оптимальной позы космонавта при старте космического корабля. Для снижения физиологического эффекта ударных ускорений большое значение имеет площадь поверхности контакта тела че- ловека с опорной поверхностью сиденья. Частичная разгрузка нижнего отдела позвоночника может быть достигнута посредством дополнительных опор — подлокотников для рук и подголовника. Для защиты танкистов от ударных ускорений, возникающих при подрыве на мине, необходимы оптимизация рабочей лозы, улучшение формообразующей поверхности сиденья, применение специальных амортизаторов (компенсаторов) в конструкции сиде- ний, наличие гарантированного зазора между днищем и сиденьем. Защита экипажа от динамических воздействий. Защиту экипа- жа от отрицательного действия механических колебаний обеспе- чивает подвеска ходовой части танков. Большинство динамических воздействий в танке воспринимается операторами через сиденья, поэтому возможна индивидуальная защита каждого члена экипажа с помощью систем вторичного 10* 13$)
подрессоривайия с определенными упругими и демпфирующими характеристиками. В основе синтеза характеристик подрессоренных танковых си- дений лежит количественный анализ динамических воздей- ствий элементов сиденья на членов экипажа и их реакций на эти воздействия (рис. 5.24). При этом необходимо учитывать, что вредное воздействие непрерывных низкочастотных колебаний тан- ка в значительной мере предотвращается основной подвеской (си- стемой подрессор ива ния ходовой части). Рис. 5.24. Характеристики под- весок сидений: / — линейная (существующих кон струкций); 2 — прогрессивная (тео- ретически исключающая прогиб подвески от веса танкиста): 3 — экспериментальная; 4 — уровень статической нагоувки от массы оператора В пределах низкочастотных колебаний система подрсссори- вания сидений работать не должна, т. е. она должна быть занево- лена в исходном положении (АБ). Ордината точки Б определяется как произведение гктн, где тч—масса тела человека; zK— мак- симальное ускорение на сиденье без пробоя подвески танка, рав- ное 3 g. Воздействия с частотой 10 Гц и высокочастотные вибрации си- ловой установки демпфируются подушкой сиденья, имеющей сред- нюю жесткость 30 кН/м. Пробой подвески наступает при действии ударного импульса длительностью 0,15—2 с с ускорением 3 g. По этим данным мож- но вычислить жесткость на участке БВ. Удары днища корпуса о твердый грунт (камни, бупры и др.) вызывают импульсные воздействия длительностью 0,05 с и менее. Действие их на оператора существенно уменьшается при установ- ке упругого элемента (ВГ), т. е. при наличии в конструкции под- вески сиденья пластичного сдающего устройства, вступающего в работу при ускорениях выше предельно допустимых (порядка 5 g). Относительная редкость подобных перегрузок допускает ис- пользование сдающего элемента с ограниченным числом срабаты- ваний, например, механизма с пластичной деформацией специаль- ного элемента. Настройка системы подрессоривания сидений на заданную ха- рактеристику проверяется экспериментально в процессе исследова- ния колебаний макета тела человека массой 70 кг или его механи- ческого эквивалента на электродинамическом стенде (кривая 3). 140
Рис. 5.25. Подвески сидений: а — с комбинированными упругими элементами; б —с параллслограммным механизмом; и — рычажного типа с гидравлическим демпфеоом; г — консольного типа с резиновым буфе ром; 1 - винтовые пружины; 2 — пластинчатые пружины; 3 — демпфирующий элемент При движении танков подвеска сиденья должна гасить или смягчать механические колебания не только в вертикальном на- правлении, ио также в продольной и поперечной плоскостях. В существующих подвесках сидений при посадке оператора уп- ругие элементы деформируются на 45—50 % полного динамиче- ского хода (статическое нагружение подвески). При этом аккуму- лируется энергия за счет сжатия упругих элементов. При обрат- ном ходе корпуса машины после пробоя первичной подвески тан- ка оператор приобретает дополнительную скорость, поэтому жест- кость подвески сиденья должна возрастать в конце динамического хода. Статический прогиб подвески сиденья от массы оператора за- трудняет слежение за трассой, целью, показаниями индикаторов и приборов, поэтому главной задачей при ее создании является обес- печение минимального статического прогиба. Например, подвеска 141
сиденья с характеристикой 2 (см. рис. 5.24) может иметь рабочий ход в два раза меньше, чем подвеска с линейной характеристикой /, что снижает амплитуду колебаний оператора и позволяет сде- лать подвеску более компактной. Как показали исследования, при габаритных ограничениях ра- бочих мест водителей танков произвести синтез сидений с упругим и демпфирующим элементами, удовлетворяющих одновременно всем требованиям, практически невозможно. Поэтому с помощью подвески сидений добиваются снижения импульсных воздействий на оператора, а снижение уровня непрерывных колебаний обеспе- чивает подвеска ходовой части танка. Защита головы танкиста. Травмы головы от удара о детали интерьера и приборы наблюдения при резком торможении танка, внезапном столкновении с препятствием, а также при выстреле предотвращаются с помощью противоударных танковых шлемов. Специальные исследования показали, что для защиты от еди- ничных ударов (при скорости соударения 2,5—3 м/с) шлем дол- жен иметь ход амортизации «20 мм при коэффициенте полноты диаграммы обжатия 0,43. По данным Е. К. Потемкина, для серий- ного танкового шлема (зимнего и летнего) предельно допустимая скорость соударения с плоской преградой не должна превышать со стороны затылка 2 м/с, а со стороны лба—2,5 м/с; предельно допустимая скорость соударения в шлеме, имеющем пластиковую защитную каску — не выше 3 м/с. Для защиты головы от ударов о детали интерьера со скоростью, превышающей 3 м/с, в опасных зонах устанавливаются аморти- зирующие прокладки, специальные устройства. Скорость соударения v = 4 кsin-*-, где L— расстояние от оси подвески маятника с макетом головы в испытываемом шлеме до точки контакта шлема с преградой, м; Гс — период свободных колеба- ний маятника, с; а — угол отклонения маятника от положения равновесия, 5.6. СРЕДСТВА ВОЕННО-БЫТОВОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ Большое значение имеет обеспечение условий хранения и по- требления возимых запасов воды и пищи, необходимых для снаб- жения операторов, когда питание извне по условиям эксплуатации танков затруднено или невозможно. Различают средства хранения возимого запаса воды и пищи, средства их подогрева и охлажде- ния, а также средства изоляции отходов (пищевых и жизнедея- тельности экипажа). В отечественных танках к возимым запасам воды (фляжкам и питьевым бачкам с водой) и пищи (сухому пай- ку в упакованном виде) предъявляются определенные общие тех- нические требования. Запаса воды в режиме автономной изоляции (из расчета 2,2 кг в сутки на человека для районов с умеренным климатом и 4,4 кг— 142
для районов с жарким климатом) должно хватить на 48 ч. При ношении защитной фильтрующей одежды запас воды на одного человека в сутки должен составлять в умеренном климате 3,5 кг, в жарком — 6,2 кг. Длительность хранения запаса воды может превышать 48 ч. В процессе хранения могут изменяться ее органолептические, бак- териологические и физико-химические свойства. Даже если вода была стерильной, при комнатной температуре уже через 18—36 ч теряются ее вкусовые качества. Поэтому необходимо разрабаты- вать надежные способы хранения воды. Основные требования к возимому запасу пищи могут быть сформулированы следующим образом: рацион питания должен быть адекватен энергозатратам опера- торов и полноценен по составу пищевых веществ, необходимых для обеспечения обменных процессов в организме на оптимальном уровне; продукты, из которых состоит рацион, должны обладать соот- ветствующими вкусовыми качествами; неусвояемые вещества должны содержаться в продуктах в не- значительном количестве; объем и масса продуктов должны быть минимальными; пища должна оставаться доброкачественной и безопасной на протяжении всего времени эксплуатации ВГМ; продукты должны быть готовы к употреблению без дополни- тельной кулинарной обработки. Согласно отраслевому стандарту и медико-техническим требо- ваниям Министерства обороны к обитаемости подвижных образцов военной техники, энергозатраты операторов составляют 3360— 7000 Вт-сут (2880—6000 ккал), что подтверждается эксперимен- тальными данными, полученными при совершении многосуточных маршей. Медико-техническими требованиями калорийность пищи и сос- тав пищевых веществ не ограничиваются. Эти требования регла- ментируют в основном объемно-массовые характеристики пищевого рациона. Возимого запаса пищи должно хватать на двое суток. При этом суточная норма пищи для одного человека должна иметь объем 3,9 л, массу 2 кг, размеры пакета 125 X 125 X 220 мм. Для экипажей бронетанковой техники размеры пакета должны быть равными 220 X 150X 75 мм. --- Продукты должны размещаться внутри машины. Для хранения пайка в отечественных ганках имеется специальный стеллаж. Про- дукты должны упаковываться раздельно. Материал упаковки дол- жен быть непроницаем для воды, горючесмазочных материалов и пыли, обеспечивать возможность очистки, дезинфекции, дезакти- вации и дегазации. В состав возимого запаса пищи для операто- ров танка входят в основном нсобезвоженные продукты, в част- ности, хлеб, мясные консервы, которые содержат до 70 % воды. Наличие воды в пище создает неудобства: замерзание при низ- 143
кой температуре и ограниченные сроки хранения при высокой тем- пературе. Сравнительная характеристика пайков приведена в табл. 5.14. Характеристика пайков Таблица 5.14 Показатель Вид пайков (сухие бортовые) Набор М 1 Изменен- ный на- бор М 1 Дополни- тельный набор Измененный к дополни- тельный наборы Состав, г: хлеб ржаной 1000 — —> — хлеб пшеничный ' — 1000 300 1300 консервы «Мясо отвар- ное в собственном соку» 200 400 70 470 консервы «Говядина от- варная с кашей» 205 — л- — сахар 80 80 50 130 чай 2 2 — 2 соль 10 10 10 Масса, г 1497 1492 420 1912 Калорийность, кДж (ккал) 14000 (3356) 15580 (3710) 4600 (1100) 20160 (4810) Примечание. Калорийность основного солдатского пайка составляет 16700 кДж (3996 ккал). Необходимость снабжения ВГМ средствами подогрева воды и пищи обусловлена медико-техническими требованиями. Устройство для подогрева воды и пищи должно обеспечивать температуру не менее 60—70 °C, не допускать ожога операторов и при эксплуата- ции исключать загрязнение воздуха вредными примесями. Серийные образцы ВГМ этими устройствами не оборудованы. Разработана опытная установка для разогрева пищи и кипяче- ния воды со следующей технической характеристикой: Габаритные размеры, мм.................................. 2554-150x210 Масса, кг......................................... «... 2,5 Напряжение, В...........................................27±5 Потребляемая мощность, Вт............................ . 600 Объем бачка, л: для разогрева пищи.................................... 2 для кипячения воды.................................. 1 Время закипания 1 л воды, мин .........................35 Время подогрева пищи, мин .............................29—58 144
Корпус установки прямоугольной формы. В днище гкорпуса расположена теплоизоляционная плитка с трубчатыми электрона- гревателями. В корпус вставляются бачки для -разогрева пищи и для кипя- чения воды, разделенные перегородкой коробчатого сечения, в ко- торой находится колодка штепсельного выключателя и переключа- тели. Переключатели позволяют подвести мощность 300 Вт к каж- дому бачку одновременно или 600 Вт к бачку для разогрева пищи. Из-за ограничений по массе и объему представляет интерес идея использовать для подогрева воды и пищи элементы системы термо- регулирования рабочей среды на местах операторов. » HI Ц»/ ’
Глава 6. ЭРГОНОМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ подготовки ТАНКИСТОВ 6.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Эксплуатация ВГМ требует профессиональной подготовленно- сти экипажа к боевому применению машины, совершению марша, разведке и опознаванию целей, подготовке исходных установок и ведению стрельбы, обслуживанию машины после боевого при- менения, устранению различных отказов и повреждений, а также к настройке, регулировке, пополнению боеприпасов и расходных материалов, движению в колонне и преодолению водных преград, пользованию приборами системы управления огнем и др. В соответствии с определением, приведенным в ГОСТ 21036—75, профессиональная подготовленность — это свойство человека-опе- ратора, определяемое совокупностью специальных знаний, умений и навыков, обусловливающее его способность выполнять опреде- ленную деятельность с определенным качеством. Уровень профессиональной подготовки танкиста Y может быть записан как функционал вида K-F.IPJ. (6.1) где г — 1,2 ... т — порядковые номера показателя профессиональной деятельное ти, требующей навыков в ходе обучения и тренировок; Р—параметр, характери- зующий уровень подготовки по каждому показателю. С помощью подобных функционалов можно оптимизировать систему обучения и тренировки операторов и учитывать затраты времени и средств на достижение требуемого уровня подготовки. Под системой обучения и тренировки понимают совокупность мероприятий, рассчитанных на определенный срок и организован- ных программой, предусматривающей заданную периодичность занятий по определенной методике с использованием соответству- ющей учебно-материальной базы. Конструкция танка, эксплуатационная документация и учебно- тренировочные средства должны облегчать освоение танка экипа- жем при принятой в войсках системе обучения и тренировки. 146
Формализованное описание результатов деятельности операто- ров при обучении и тренировке и количественный анализ измене- ния соответствующих навыков являются инструментом для про- ведения соответствующих исследований, позволяющих получить рекомендации для проектирования машин и учебно-тренировочных средств. Формирование навыка характеризует функциональная зависимость параметра Р от количества занятий и тренировок п: Р-Дп). (6.2) Если занятия проводятся регулярно с определенной периодич- ностью Д7, функция (6.2) может быть представлена в виде Р = /(Л. (6.3) где Т—п\Т. Для упрощения обобщений и выкладок будем считать, что па- раметр Р изменяется в пределах 0<Р<1. (6.4) т. е. Р представляет собой вероятность какого-либо события или он нормирован и является безразмерной величиной. При выводе теоретических зависимостей,, характеризующих процессы обучения и боевой подготовки, необходимо учитывать следующее: для каждого i-ro обучаемого при любой /-й системе обучения и тренировки существует свой индивидуальный предел значения А;шаж + ’>Лих» ноторый меньше теоретически возможного Pm^= 1, т. е. ^/.„<1; (в-5) кривая формирования навыка асимптотически стремится к значе- нию А/, т. е. при п ->• оо рч-рчт< <6-6> у каждого обучаемого имеется свое начальное значение пара- метра Рощ которое не обязательно равно нулю, т. о. Я>,7>0; (6.7) Р^Р^Р <68> кривая утраты навыка при пропуске тренировок асимптотиче- ски стремится к значению PlJk, причем гц^Рь и зависит от количества выполненных тренировок п, т. е. при лпр -* оо P-Puk. (6.9) где Рць = /я : лпр — число пропущенных тренировок; 147
темп формирования навыка и его утраты при одной и той же системе обучения у каждого обучаемого различен. Если „ и Луи—коэффициенты, характеризующие темп формирования и утраты навыка соответственно, то имеют место следующие соот- ношения: <6’0) <6") W*’ <612> Если назвать промежуточным цикл обучения, состоящий из по- следовательности одной полной группы проведенных (л) и одной полной группы пропущенных (ппр) практических занятий, то вы- ражения для расчета изменения навыка в ходе этого цикла и зна- чения навыка в конце группы выполненных тренировок и в конце группы пропущенных тренировок (в конце цикла) могут быть за- писаны в следующем виде: для первого промежуточного цикла в ходе тренировок Р = р« + (Рш„ -/’,)<!- • (6.13) где 0 < п < л,; при пропуске занятий р = р (Л1) - [Р (Л1) - pk (П,) ] (1 - е~ V •"₽). (6.14) где 0 < лпр < лпр1; для второго промежуточного цикла в ходе тренировок р - р, +(/’»„- А) (1-е-‘ф«"). (6.15) где = Р(лпр)» О < п < па; при пропуске занятий Р - Р(п3) - [Р(п2) - Р, (в, + л2)1 (1 - е" *» •"₽). (6.16) где 0 < лпр < лпр1; для последнего, z-го цикла кривая изменения навыка в ходе тренировок Р~Ри-,>+ 1Р™~ Ри-|>К’ (6.17) г« Т’ц-П " р. О < « < »«• при пропуске занятий Р = Р(л,)-[Р(я,)-Р*(2Х)Ш -е~*ун%р)( (6.18) где 0 < лпр < лпр,. 148
Значение навыка в конце каждой группы тренировок, в конце каждого цикла и в конце обучения можно оределить, подставляя соответствующие значения п и нпр в выражения (6.13) —(6.18); индексы i и / в них опущены. Значение параметра Р в конце первого тренировочного цикла считается начальным значением параметра, характеризующего уровень подготовки обучаемого по одному из профессиональных навыков. Под тренировочным циклом понимается последователь кость однородных практических упражнений с имитацией или вы- полнением части или всей совокупности операций, требующих про- фессиональных навыков членов экипажа. Выражения (6.13) — (6.18) адекватны условиям (6.4) — (6.6), (6.9) в соответствии с физическим смыслом процесса обучения. Чем меньше разность Pmtx — Ро и чем меньше дисперсия, харак- теризующая различие значений Ртп^ и POlJ , тем более совер- шенна и эргономична конструкция танка с точки зрения формиро- вания определенного профессионального навыка. Чем больше зна- чение Лф „ и меньше дисперсия, характеризующая различие этих значений у группы обучаемых, тем совершеннее система обучения и боевой подготовки. Чем меньше значение kr н и дисперсия воз- можных значений этого коэффициента у группы обучаемых, тем более совершенна и эргономична конструкция танка по данному показателю. 6.2. ОРГАНИЗАЦИЯ БОЕВОЙ ПОДГОТОВКИ Особенности обучения танкистов в Советской Армии. Боевая подготовка танкистов осуществляется в учебных подразделениях и боевых частях. В учебных подразделениях раздельно обучаются командиры, наводчики и водители. Срок обучения пять с полови- ной месяцев. В боевых частях организуется как раздельная подго- товка танкистов, так и совместная боевая подготовка экипажа. По программе боевой подготовки учебных танковых подразделений изучаются следующие специальные предметы: тактическая, огне- вая и техническая подготовка; вождение; связь; уставы; защита от оружия массового поражения; инженерная подготовка; военная топография; политическая подготовка. Программа подготовки боевых танковых подразделении пре- дусматривает изучение наводчиками и водителями танков допол- нительно еще и таких предметов: перевод техники на режим сезон- ной эксплуатации; уход за вооружением и боевой техникой. В результате обучения члены экипажа приобретают: по тактической подготовке — знание основ общевойскового боя и требований боевых уставов по действиям танка в наступлении, обороне, на марше и в разведке; умение организовать бой, выпол- нять свои обязанности и уверенно командовать экипажем в бою; методические навыки в проведении тактико-строевых занятий с экипажем и в конечном итоге — умение взаимодействовать с под- разделениями других родов войск; 149
по огневой подготовке — знание материальной части вооруже- ния, основ и правил стрельбы из него; умение быстро разведывать цели, определять их дальность, самостоятельно готовить исход- ные данные и поражать различные цели при стрельбе с места, с ходу и с коротких остановок, обнаруживать и устранять простей- шие неисправности, а также обслуживать оружие, управлять стрельбой; по технической подготовке — знание .материальной части танка и правил его эксплуатации; умение выполнять работы по техни- ческому обслуживанию, определять и устранять возможные по- вреждения и производить текущий ремонт ходовой части; по вождению — знание основ и правил вождения; умение го- товить машины к движению, преодолевать препятствия и заграж дения, уверенно водить их в колонне и боевом порядке по пересе- ченной местности днем и ночью; по связи—знание тактико-технических данных и общего устрой- ства техники связи, правил радиообмена и требований по соблю- дению радиодисциплины; умение поддерживать связь в условиях радиопомех. Под нормативами, отрабатываемыми в ходе боевой подготовки, понимаются временные, количественные и качественные показате- ли выполнения определенных задач, приемов и действий отдель- ными военнослужащими или подразделениями в определенной по следовательности (порядке), предусмотренной уставами, наставле- ниями, руководствами и инструкциями. Если норматив отрабаты- вается несколько раз, то оценка за его выполнение выставляется по последнему результату на контрольном занятии. При отработке групповых нормативов или выполнении их в со- ставе подразделений оценка всем военнослужащим ставится еди- ная: за время, затраченное на выполнение всего норматива. Инди- видуальная оценка каждому военнослужащему определяется в по- рядке, принятом при оценке одиночных нормативов. Знания, умения и навыки по огневой подготовке танкисты при- обретают, совершенствуют и поддерживают на классных занятиях, танкострелковых тренировках, учебных и боевых стрельбах, так- тических учениях, а также при проведении технического обслужи- вания, на состязаниях по стрельбе из танков и на других занятиях. На классных занятиях, как правило, изучаются назначение, свой- ства и устройство оружия, боеприпасов, приборов прицеливания и наблюдения, правила обслуживания оружия, основы и правила стрельбы. На танкострелковых тренировках вырабатываются, совершенст- вуются и доводятся до автоматизма навыки в действиях при ору- жии, разведке целей наблюдением, подготовке исходных данных для стрельбы, корректировании стрельбы, управлении стрельбой подразделений. На боевых стрельбах и тактических учениях совершенствуются навыки командиров в организации боя, в управлении подразделе- 150
ниями в бою, а личный состав подразделений совершенствует на- выки в решении различных огневых задач в обстановке, макси- мально приближенной к боевой. При этом одновременно проверя- ется слаженность подразделений. При проведении технического обслуживания обучаемые углубляют знания материальной части и совершенствуют навыки по устранению неисправностей и вывер- ке прицельных приспособлений. При проведении состязаний по стрельбе из танков совершенст- вуется огневая выучка личного состава подразделений. На заня- тиях по другим предметам обучения, особенно по тактической под- готовке и вождению танков, совершенствуются также и навыки огневой подготовки (действия при оружии, поиск целей, опреде- ление и замер дальности, применение правил спрельбы и управле- ния огнем подразделений), на занятиях по инженерной подготов- ке — правильный выбор и оборудование огневой позиции для танка. Танкострелковые тренировки и стрельбы проводятся штатными экипажами, а в учебных подразделениях — сводными, создавае- мыми, как правило, на весь период обучения. Водители привлека- ются только на те занятия, где отрабатываются слаженность дейст- вий экипажей и совершенствуются их личные навыки в стрельбе. Содержание занятий по огневой подготовке определяется про- граммой и предусматривает: подготовительные упражнения; стрельбу по мишеням, расположенным на разной дальности; про- ведение боевых стрельб и тактических учений; упражнения в метании ручных гранат; проведение состязаний в стрельбе из танков. Упражнения, боевые стрельбы, учения и состязания проводятся на директрисах и тактических учебных полях. На стрельбах при- меняют устройства для программного показа целей и информации об их поражении. При показе целей разрешается имитировать их огонь светотехническими и пиротехническими средствами, нмита торы могут устанавливаться у каждой цели или один имитатор на группу. Пораженной считается мишень: небронированная—при прямом попадании и попадании с ри- кошета пули, снаряда и их осколков (если остался ясный след, включая след стабилизатора снаряда), а также при разрушении ее взрывной волной разорвавшегося снаряда; бронированная—при прямом попадании снаряда или его за- менителя (если остался ясный след, исключая след стабилизато- ра снаряда); в случае разрушения мишени попадание в нее опре- деляется по видимым следам в оставшихся частях; если ясных сле- дов прямого попадания снаряда не обнаружено, мишень считает- ся непораженной. Особенности обучения танкистов за рубежом. В соответствии с полевым уставом армии США боевая подготовка танкистов пре- дусматривает три этапа. На первом этапе основное внимание уде- 151
Ляется индивидуальной подготовке танкистов и приобретению ими первичных навыков работы по специальности: командира, навод- чика или водителя. На втором этапе основное внимание уделяется отработке навыков экипажа в действиях при оружии и примене- нии его. На третьем, завершающем этапе, отрабатываются мето- ды решения экипажем тактических задач, причем наибольшее вни- мание уделяется действиям экипажа в составе секции (взвода). На этом этапе экипажи приобретают опыт в распределении целей при ведении боя в составе секции и взаимодействия со средствами огневой поддержки. Сущность каждого этапа обучения нагляднее всего можно пред- ставить на примере огневой подготовки экипажа. На первом этапе члены экипажа изучают материальную часть, приобретают навыки подготовки вооружения к стрельбе и обслуживания его после стрельбы, а также учатся использовать вооружение танка при ре- шении простейших огневых задач. На втором этапе главное внимание уделяется отработке согла- сованности действий экипажа танка. В ходе обучения выполняются учебные и зачетные упражнения, записанные в восьми таблицах. В начальных таблицах приводятся упражнения, позволяющие ко- мандиру и наводчику овладеть правильными приемами обнаруже- ния, выдачи целеуказания, опознавания и поражения целей. По- следующие таблицы предусматривают упражнения по отработке действий экипажа в полном составе при решении огневых задач по уничтожению целей в различных условиях в соответствии с ТТХ данного танка. Переход к каждому последующему этапу обучения возможен только после выполнения постепенно усложняющихся зачетных уп- ражнений. Например, чтобы продолжить обучение стрельбе в сос- таве экипажа (на втором этапе), каждый член экипажа сначала выполняет серию индивидуальных упражнений, предусмотренных инструкцией по проверке огневой подготовки танковых экипажей. На втором этапе обучения каждый экипаж должен продемонстри- ровать определенный уровень огневой подготовки при выполнении упражнений, предусмотренных в последней, VIII таблице. На треть- ем, завершающем этапе обучения, экипажи танков также выполня- ют зачетные упражнения по таблице VIII, но уже в составе секции (взвода). 6.3. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КВАЛИФИКАЦИИ ТАНКИСТОВ Квалификация присваивается танкистам в соответствии с уров- нем их профессиональной подготовки. По каждому из изучаемых предметов выставляются индивидуальные оценки. Индивидуальная оценка огневой подготовки танкиста в Советс- кой Армии выводится за стрельбу из танка, знание основ и правил стрельбы, знание материальной части вооружения, разведку целей наблюдением и определение дальности, метание ручных гранат из 152
танков и выполнение всех нормативов. Качество подготовки оцени- вается баллами «отлично», «удовлетворительно» и «неудовлетво- рительно». Решающим при выставлении оценки является качество стрельбы. Оценка производится по результатам последнего упражнения учебных стрельб (стрельба с ходу по появляющимся и движущим- ся целям), а остальные оценки выставляются на контрольных за- нятиях. Общая оценка огневой подготовки экипажа выводится по инди- видуальным оценкам каждого члена экипажа следующим образом: «отлично», если у командира танка и наводчика «отлично», а у водителя не ниже «хорошо»; «хорошо», если у командира и наводчика не ниже «хорошо», а у водителя «удовлетворительно»; «удовлетворительно», если водитель получил оценку «неудов- летворительно». Знание основ и правил стрельбы и материальной части проверя- ется опросом на контрольных занятиях и проявляется в ходе тан- кострелковых тренировок, учебных стрельб и тактических учений с боевой стрельбой. Основными нормативами по огневой подготовке являются: время укладки боевого комплекта в танк (оружие танка в бое- вом положении, боекомплект подготовлен к укладке и размещен в штабелях вдоль правого борта; артиллерийские выстрелы в уку- порке рассортированы по типу снарядов; патроны к пулеметам в коробках; гранаты, ракеты в сумках; экипаж находится сзади тан- ка на расстоянии до 4 м; после загрузки боекомплекта оружие при- водится в походное положение, экипаж выстраивается сзади тан- ка) ; время перегрузки всех артиллерийских выстрелов из немехани- зированной укладки во вращающийся конвейер (исходное положе- ние-экипаж в танке; люки закрыты, оружие в походном положе- нии; экипажу ставится задача перегрузить артиллерийские выст релы в механизм заряжания и привести оружие танка в боевое по- ложение); время перевода боевого отделения танка из походного положе- ния в боевое с включением стабилизатора (экипаж удален от тан- ка до 4 м; входные люки прикрыты, оружие застопорено и зачех- лено; радиостанция зачехлена, антенна в укладке, шлемофоны в танке; время отсчитывается от команды «К бою» до доклада ко- мандира танка по радио «К бою готов»); время перевода боевого отделения танка из боевого положения в походное (отсчитывается от команды «Отбой» до построения экипажа сзади танка на расстоянии до 4 м; к началу выполнения норматива экипаж в танке, люки закрыты; орудие, прицельные приспособления, приборы освещения и средства связи приведены в боевое положение). 153
Нормативное время для получения оценок «отлично», «хорошо» и «удовлетворительно» предусматривается для каждого типа танка. При обучении танкистов поиску (разведке) целей используются следующие упражнения: 1-е — отработка приемов целеуказания различными способами днем и ночью; 2-е — глазомерное определение дальности днем и ночью; 3-е — определение дальности по угловому размеру цели из танка с места; 4-е — определение дальности цели засечкой азиму- тальными указателями; 5-е — определение дальности по углу мес- та цели (по надводным целям); 6-е — глазомерное определение дальности цели из танка с ходу днем и ночью; 7-е — определение дальности цели с помощью дальномера; 8-е — определение направ- ления и скорости движения целей; 9-е —- разведка целей наблюде- нием, определение дальности и целеуказание из танка с места днем и ночью; 10-е (заключительное по наземным целям) —развед- ка целей наблюдением, определение дальности и целеуказание из танка с ходу днем и ночью. Оценки при выполнении 10-го упражнения: «отлично» — необхо- димо обнаружить и правильно определить дальность, направление и скорость движения всех целей, при этом не менее половины пока- зателей определить с оценкой «отлично» и не допустить ни одной ошибки в целеуказании; «хорошо» — необходимо обнаружить и правильно определить дальность, направление и скорость движе- ния не менее семи целей, при этом не менее половины всех показа- телей определить с оценкой не ниже «хорошо» и сделать не более одной ошибки в целеуказании; «удовлетворительно» — необходи- мо обнаружить и правильно определить дальность, направление и скорость движения не менее пяти целей и сделать не более двух ошибок в целеуказании. Оценка уровня подготовки танкистов в армии США проводится ежегодно в ходе выполнения экипажем зачетных упражнений и, в первую очередь, по точности стрельбы. В полевом уставе армии США (1977 г.) записаны следующие зачетные упражнения для экипажей танков М-60А1: стрельба по бронированной цели в секторе наблюдения 15° из танка, движущегося со скоростью 19—24 км/ч; пушка заряжена снарядом определенного типа, дальность цели известна экипажу и составляет 1000 м для стрельбы кумулятивным и 1600 м для стрельбы бронебойным подкалиберным снарядами. Время подго- товки выстрела (прицеливания) должно быть не более 5 с днем и 10 с ночью при подсветке цели ИК-прожектором; поражение цели должно произойти в течение 10 с днем и 15 с ночью; условия стрельбы те же, но дальность цели экипажу не извест- на; на ее определение и прицеливание с использованием системы управления огнем отводится не более 10 с днем и 15 с ночью при подсветке цели ИК-прожектором. Поражение цели прямой навод- кой должно произойти <в течение 15 с днем и 20 с ночью на диетан- 154
ции до 2500 м. На второй выстрел и попадание в цель с ходу и с места отводится не более 5 с после первого промаха; стрельба из пулемета по мишеням, имитирующим живую силу (днем и ночью цели должны быть поражены на дальности до 1600 м 12,7-мм пулеметом и на дальности 900 м пулеметом, спарен- ным с 7,62-мм пушкой); стрельба из танка с использованием заранее подготовленной экипажем схемы ориентиров (экипаж должен в ночных условиях вывести танк на огневую позицию и в течение 5 мни после занятия позиции поразить цель по данным схемы ориентиров); стрельба из 12,7-мм пулемета с ходу при движении со ско- ростью не более 24 км/ч по легкоброннрованной подвижной назем- ной цели (необходимо поразить цель в течение 10 с ночью с под- светкой ИК-прожектором). Оценка результатов производится следующим образом. Если при стрельбе из пушки попадание в цель не зафиксировано, то ре- зультат считается промахом и выставляется оценка 0 баллов. Прн попадании в цель из пушки количество баллов выставляется в за- висимости от выполнения нормативных требований. Стрельба из пулемета оценивается также по количеству попаданий и затратам времени. Таблица зачетных упражнений, записанных в полевом уставе, предусматривает предъявление для стрельбы на поражение 11 стандартных целей в дневных и 11 целей в ночных условиях в слу- чайной последовательности. 12 из 22 целей должны быть поражены из пушки, при этом за каждую пораженную мишень с соблюдением указанных выше условий начисляется максимум 100 баллов. Ос- тальные 10 мишеней нужно поразить из пулемета, и каждая из них оценивается максимум в 50 баллов. Дополнительно начисляются баллы за умелое использование местности и экономию боеприпа- сов, что дает возможность увеличить суммарную оценку до 2000 баллов. Квалификация экипажа считается достаточной, если при выполнении зачетных упражнений он наберет не менее 1400 баллов. Зачетные упражнения постоянно подвергаются пересмотру в со- ответствии с изменением характеристик танков и взглядов па их применение. Подвергаются пересмотру и системы оценок по ре- зультатам выполнения зачетных упражнений. При совершенство- вании этих методов необходимо учитывать стоимость и эффектив- ность различных способов проверки уровня боевой подготовки. Анализ организации боевой подготовки в США и СССР пока- зывает, что порядок подготовки и обучения танкистов в основном одинаков. Обучение проводится по принципу от простого к слож- ному, на каждом этапе обучения и в ходе службы осуществляется контроль полученных знаний и умения, организуются тренировки и занятия для поддержания соответствующих навыков. Отличие состоит в количественной оценке уровня подготовки. Если в США итоговая оценка определяется количеством баллов, полученных в результате выполнения зачетных упражнений, и мо- 155
жет изменяться в пределах от 0 до 2000 баллов, то у нас «отлично», «хорошо» или «удовлетворительно» экипаж получает в зависимости от того, какие из этих оценок имеет каждый из его членов в от- дельности по всем изучаемым предметам. Оба метода позволяют экипажам получить удовлетворительную оценку (или «проходной» балл), имея существенные пробелы в бо- евой подготовке, в связи с чем требуется разработка более совер- шенных методов оценки профессиональной подготовки танкистов. Комплексная оценка уровня профессиональной подготовки эки- пажа. Уровень подготовки экипажа танка Г-Г,Г,Г3, (6.19) где У1 характеризует качество и время выполнения экипажем работ по техничес- кому обслуживанию; Yt характеризует качество действий экипажа в боевых ус- ловиях; Уэ характеризует использование экипажем потенциальных возможностей машины. v гто пш ято Л — --------» (6.20) гто -г ' р«и лто где Гто, Гто mln —время, затраченное экипажем на техническое обслуживание, и минимально возможное время при выполнении зачетного упражнения соответст- венно; ГР(И —время, затраченное на обнаружение и устранение отказов и неис- правностей непроизводственного характера (на ремонт машины) при совершении зачетного марша и выполнении зачетного упражнения с боевой стрельбой; ЛТО» лто —количество операций технического обслуживания, фактически вы полненное экипажем к предусмотренное инструкцией по эксплуатации машины соответственно (лто < лто). В качестве Гто min допускается принимать минимальное вре- мя, показанное в проверяемом подразделении или части. Затраты времени на техническое обслуживание и ремонт машины определя- ются хронометражем. , (6.21) * м w ma* где Гв, Ги шт — время зачетного марша и минимально возможное время марша соответственно; W, ^'т.х — значение функции выигрыша но результатам боевой стрельбы экипажа и максимально возможное при выполнении зачетного упраж- нения. w = ^с, п'(1 - n'<i - p*)... Г— 1 ф-0 ф—о (6-22) ... П(1-Рл)... П(1-Ри), где С, — стоимость каждого пораженного противотанкового средства, выражен- ная в условных единицах; Р^— вероятность поражения собственного танка ф-м выстрелом противотанковых средств (ПТС) противника (если какое-то средство не успевает сделать ни одного выстрела, в формулу подставляется значение Р-0); л/г, п/* — количество выстрелов по танку /-м ПтС противника, не" пораженным 156
к моменту времени Т, (г — количество пораженных целей) и к моменту его выхо- да на конечный рубеж Г* (с округлением этого числа). п1'~Ч1 Т'~ Д-" (, у?! + 1 ) “ ч> г> ~ + ’ 1 где ?/— боевая скорострельность каждого ПТС, с; Ti»— время подготовки пер виги выстрела, с; Г», Г» — время выхода танка на исходный рубеж (фактическое и заданное по условиям упражнения), с. Значение функции выигрыша тем больше, чем правильнее оп- ределяет приоритет танкоопасных целей экипаж танка. Промах при выстреле существенно уменьшает возможное зна- чение функции выигрыша, так как практически каждое из непора- женных противотанковых средств противника успевает за время подготовки к следующему выстрелу произвести выстрел по наше- му танку. Значение функции выигрыша будет больше, если в пер- вую очередь поражать цели, представляющие наибольшую опас- ность для танка. Пример. Пусть при выполнении зачетного упражнения Тф<Т» и три ПТС (танки противника) поражены первыми тремя выстрелами нашего танка, а чет- вертым выстрелом поражена штабная машина противника. Танки противника по- ражены на дальности 2 000 м за время Tt — Т|в-19 с. Г,—42 с и 7^-62 с, Ci — Ci—Cj—1 000 условных единиц, q{ — qt = gs=0,05 выстр/с, P;iJ—0,5—consl. Штабная машина поражена через 83 с с начала боя, С4 “ 500 условных еди- ниц. Получим: лп » 0; Лц = 0 : rtj, — О л и ** 0,5 ; H jj = I ; ля = I Ли = 0 ; = 1 ; Л33 = 2 Пн 0; Лц-1; лЭ( =» 2 при Тг = Г| = 19 с ; при Тг = Та - 42 с ; при Тг — 7*3 — 62 с ; при Tr Т, IF — 1000 • 1 • 1 • 1 +1000 • I • 0,5 • 0,5+11000 • I • 0,5 0,5 • 0,5 4 500 I • 0.5 • 0.5 • 0,5 - 1437,5. Пусть другой экипаж первым выстрелом за время Г| — Г|,-19с поразил штабную машину, а следующими тремя — танки противника, за время Г2=42 с, Т3=—62 с и Л“83 с соответственно также на дальности 2 000 м. Получим: ля = 1 ; ли — 1; л41 — 1 при Tr w Tt — 42 с ; ля 1 : Л33 = 2 ; л<3 » 2 при Тг = 7"3 = 62 с ; П„ = 1 ; л3, = 2 ; Па = 3 при Тг — Т*4 — 83 с ; IF—500 4-1000 • 0,5 • 0,5 • 0,5 +1000 • 0,5 • 0,5 • 0,5-0,5 •0,5+1000 0,5 0,5-0,5 • 0,5 • 0,5 • 0,5 = -672, т. е. первый экипаж действовал более грамотно. Y3 = ^6п Мт max Мбп шах ’ (6.23) где Qt. Qt mix — оставшаяся и максимально возможная оставшаяся масса горюче-смазочных материалов (ГСМ), лимитирующая запас хода после выполне- ния зачетного марша; Мбп . Мбп max — оставшееся и максимально возможное число оставшихся боеприпасов после выполнения соответствующего упражнения по стрельбе. 157
(6.21) и характе- (6.24) Предлагаемая методика комплексной оценки позволяет более дифференцированно оценить уровень боевой подготовки танкистов и использование экипажем потенциальных возможностей танка и его вооружения. В соответствии с предлагаемой методикой уровень подготовки каждого члена экипажа можно выразить через произведения трех сомножителей: К1к, KiH, К1В, характеризующих качество и вре- мя технического обслуживания танка командиром (к), наводчи- ком (н) и водителем (в); Г2к. характеризующих качест- во действий членов экипажа в боевой обстановке; Уя„ Y3II, К,„ характеризующих качество использования каждым из них потен- циальных возможностей машины в условиях боевого применения. Значения Г1и, ^.определяются по формуле (6.20). В ка- честве минимального времени технического обслуживания прини- мается минимальное значение этого параметра, полученное в про- веряемом подразделении или части. Значения Г5к и Г3|( можно определить по формулам (6.23) соответственно, полагая, что подготовку командира ризует подготовка экипажа в целом. Качество действий наводчика определяется по формуле Y - Лц Чр 2И Яр шах * если стрельба при выполнении зачетного упражнения производи- лась по целеуказанию командира, и по формуле У2.,= (6.25) если наводчик при выполнении зачетного упражнения вел огонь самостоятельно. Здесь лц и Va —число целей, пораженных наводчиком при выполнении за- четного упражнения, и максимально возможное число пораженных целей соот- ветственно; т., — темп результативной стрельбы и максимально возможный темп соответственно; qf—njT^, qP «•»-NЛ/Тц nlIl, где Г». Ти«ш — время, затра- ченное наводчиком на поражение целей, и минимально возможное время пораже- ния соответственно. Качество действий водителя определяется по формуле (6.21) без учета функции выигрыша, т. е. — Т'м naln/^M. в • где Гц.а — время зачетного марша. Значение /зн определяется с учетом расхода только боеприпа- сов (6.23), а значение — с учетом расхода только ГСМ. Присвоение классной квалификации танкистам Советской Ар- мии. Квалификация членов экипажей ВГМ устанавливается по ре- зультатам оценки уровня их подготовки и повышается в соответст- вии с действующим положением о порядке присвоения классной квалификации военнослужащим. 158
В Советской Армии для военнослужащих срочной службы ус- тановлена квалификация 3, 2 и 1-го классов; для офицеров, пра- порщиков и военнослужащих сверхсрочной службы — квалифика- ция 3, 2, 1-го классов и мастера. Квалификация 3-го класса при- сваивается офицерам и прапорщикам при наличии опыта самосто- ятельной работы в соответствующих должностях или при работе по специальности не менее года, при наличии положительной слу- жебной характеристики, общей хорошей оценке по командирской подготовке, умеющим технически грамотно, без аварий и поломок по их вине эксплуатировать боевую технику и содержать ее в хо- рошем техническом состоянии. Сержантам и солдатам, окончившим учебные подразделения, квалификация 3-го класса присваивается при условии выполнения испытаний в объеме учебной программы с общей оценкой не ниже «хорошо», соблюдения воинской дисциплины, способности самосто- ятельно обслуживать вооружение и военную технику. В процессе обучения танкисты осваивают все упражнения, пре- дусмотренные курсами стрельб и вождения боевых машин, но за- четными являются определенные упражнения, перечень которых для различных категорий обучаемых утверждается командующи- ми родами войск и военных округов, а в конкретных случаях номер упражнения из этого перечня определяется председателем квали- фикационной комиссии. Так, курс вождения боевых машин предусматривает шесть уп- ражнений, прививающих навыки вождения одиночных танков (уп- ражнения № 1, 2 и 6), вождения в составе подразделений (№ 3 и 5) и по преодолению водных преград (упражнение № 4). Для по- лучения квалификации водителя 3-го класса в учебном подразде- лении выполняются упражнения Кв 2 и № 6, в войсках -№ 6; про- бег учебно-боевой машины должен быть не менее 240—260 км (при использовании кинотренажеров обязательная наработка уменьша- ется на 20 %). К испытаниям на повышение классной квалификации допуска- ются дисциплинированные военнослужащие, добросовестно выпол- няющие свои обязанности, имеющие хорошие и отличные оценки по основным предметам обучения, знающие и содержащие воору- жение и военную технику с оценкой не ниже «хорошо». В процессе испытаний военнослужащие должны проявить соответствующие знания и умения и получить следующие оценки: не ниже «хорошо» для присвоения квалификации 2-го класса; определенное сочета- ние оценок «хороню» и «отлично» для присвоения 1-го класса; только «отлично» для присвоения квалификации мастера. Кроме того, необходимо выполнить специальные упражнения и нормати- вы. Например, водителю танка для присвоения квалификации 2-го класса необходим пройденный километраж (наработка) 600 км, для присвоения 1-го класса — 800 км; мастер вождения должен иметь наработку не менее 1200 км и выполнять упражнение № 6 не днем, а ночью. 159
Командиры танков должны иметь удостоверение на право вож- дения боевых машин, выполнять нормативы для прапорщиков, сер- жантов и солдат-наводчиков того же класса и иметь общую оцен- ку по командирской подготовке не ниже «хорошо» — для присвое- ния квалификации 2-го класса, «отлично» — для присвоения ква- лификации 1-го класса и мастера. 6.4. УЧЕБНО-ТРЕНИРОВОЧНЫЕ СРЕДСТВА БОЕВОЙ ПОДГОТОВКИ ТАНКИСТОВ Учебно-тренировочные средства (УТС) являются частью учеб- но-материальной базы для боевой подготовки танкистов. Учебные средства обеспечивают получение профессиональных знаний в соответствии с заданными требованиями, а тренировоч- ные— получение профессиональных навыков, отработку нормати- вов в соответствии с заданными требованиями и поддержание про- фессиональных навыков на требуемом уровне. Классификация УТС бронетанковой техники показана на рис. 6.1. Следует отметить, что телевизионные фильмы и слайды в настоящее время при обу- чении танкистов в Советской Армии практически не используются. Тренажер — это техническое средство для профессиональной подготовки человека-оператора, реализующее физическую и (или) функциональную модель системы человек — машина и ее взаимо- действие с предметом труда и внешней средой, обеспечивающее по- стоянный контроль качества деятельности обучаемого (обучаемых) и предназначенное для формирования у него (у них) профессио- нальных навыков и умений, необходимых ему (им) для управления системой человек — машина. Различают специализированные тренажеры (для подготовки оператора к выполнению специфических элементов деятельности по одной из задач обучения), комплексные (для подготовки кол- лектива операторов в полном объеме или одного человека, сов- мещающего несколько специальностей), групповые (для одновре- менной подготовки нескольких коллективов операторов), комп- лексные групповые (для одновременной и совместной подготовки различных коллективов операторов). При обучении танкистов используют специализированные тре- нажеры (для подготовки командиров, наводчиков, водителей и стрелковой зенитной подготовки), комплексные (для одновремен- ной подготовки командиров и наводчиков и экипажа танка в це- лом) и комплексные групповые тренажеры дуэльного и группового боя. Следует указать на особую роль учебно-боевых машин, кото- рые используются в качестве тренировочных средств только в со- четании с полигонным оборудованием, обеспечивающим контроль результатов действий экипажа. Учебно-тренировочные средства для подготовки танкистов Со- ветской Армии. Головным институтом отрасли и научно-иссле- довательскими учреждениями Министерства обороны СССР раз- 160
] 1 Зак. 22 «ci Рис. 6.1. Классификация учебно-тренировочных средств бронетанковой техники
работана система учебно-тренировочных средств бронетанковой техники, включающая средства для огневой и технической подго- товки танкистов, а также для обучения вождению. Учебно-тренировочные средства для огневой подготовки тан- кистов приведены на рис. 6.2. Класс программированного обучения позволяет в наглядной и доступной форме доводить до обучаемых материал, оперативно контролировать и оценивать уровень усвоения учебной программы. В комплект класса программированного обучения вхо- дят электронные тренажеры-экзаменаторы с пультом управления. Для показа кино- и диафильмов класс может комплектоваться ки- нопроекторами типа «Украина» и диапроекторами типа «Протон». Класс-тренажер позволяет обучать наводчиков практичес- кому применению правил стрельбы при ведении огня с места, с хо- ду, с короткой остановки без расхода боеприпасов и ресурса боевых машин. Учебное оружие и боеприпасы позволяют изучать артиллерийское вооружение (казенник пушки, клин, разрезные боеприпасы всех применяемых на танке типов, учебный пулемет) и управляемое (учебные ТУРС, составные части системы управле- ния ТУРС). Стенд учебного отделения (рис. 6. 3) представляет со- бой каркас башни с погоном и люками, вооружением танка или его макетом, прицелом и приборами наблюдения, приводами горизон- тальной и вертикальной наводки и стабилизатором. Стенд позво- ляет изучать материальную часть оружия и системы управления огнем, тренировать обучаемых в действиях при оружии. Стенд автомата заряжания (рис. 6.4) позволяет изу- чать его материальную часть, отрабатывать нормативы по загруз- ке боеприпасов в полуавтоматическом и ручном режимах. Устройство учебно-тренировочного комплексного тренажера командира и наводчика, зенитного тренажера и специализированного тренажера наводчике в-о ператоров ТУРС для совместного обучения и тренировки показано на рис. 6.5 и 6.6. Специализированные трена- жеры предназначены для привития профессиональных навыков на начальном этапе обучения и могут использоваться как средство про- фессионального отбора. Обучение на этих тренажерах производит- ся методом электронных стрельб по реальным или имитируемым целям на фоне реальной местности. Комплексные тренажеры (на- пример, тренажер огневой подготовки командира и наводчика) позволяют производить практический отстрел из пулемета или малокалиберной винтовки по мишеням огневого городка, а также контролировать правильность действий экипажа в ходе решения огневых задач (применяется при проведении танко- 162
Рис. 6.2. Классификация учебно-тренировочных средств для огневой подготовки танкистов
стрелковых тренировок командиров и наводчиков танков Т-55, Т-62 в танковых огневых городках). Рис. 6.3. Стенд учебного боевого отделения танка Рис. 6.4. Стенд автомата заряжания танка 164
Рис. 6.5. Учебно-тренировочный комплекс командира и наводчика танка (справа — зенитный тренажер): /, 2, 3—рабочие места наводчиков и командиров (каркасные башни на динамических платформах); 4 пульт руководи- теля занятий; 5 — вычислительное устройство; 6 — мишени танкового огневого городка; 7 — система пеленгации целей 8
Средства контроля могут быть электромеханические и оптические. Электромеханические средства контроля (типа пан- тографа-иглоукалывателя) позволяют следить за точностью на- водки оружия в неподвижную цель с учетом отклонений условий стрельбы с места от нормальных. Оптические средства контроля представляют собой насадки, устанавливаемые на окулярную часть прицела, и позволяют руководителю занятий визуально контроли- ровать действия наводчика. Рис. 6.6. Тренажер наводчика-оператора ТУРС: / — имитатор прицела; 3 —пульт инструктора с вычислительным устройством; 3 — рабо- чее место оператора Комплект оборудования директрис и огневых городков включает в себя оборудование для подъема и пере- мещения мишеней в огневом городке, средства контроля попада- ний в мишени и определения времени на решение огневых задач при танкострелковых тренировках. Малый танковый полигон представляет собой комп- лект мишенного оборудования, обеспечивающий практический от- стрел упражнений из малокалиберной винтовки, установленной на станке с прицелом типа ТШ и с контрольно-оптическим прибором (КОПР), по целям, каждая из которых установлена на сокращен- ной дальности. Система управления имитационными средст- вами и средствами фиксации результатов стрельбы включает в себя имитатор появления целей, имита- 166
тор их поражения, звуковой имитатор стрельбы, автомат-имитатор стрельбы, автомат-имитатор для подрыва пиротехнических средств. Оборудование для контроля действий эки- пажа в танке представляет собой комплект аппаратуры, по- зволяющий регистрировать количество и время коротких остано- вок, вид применяемого оружия, тип и число боеприпасов, затрачен- ных на выполнение упражнения. Приспособления для учебной стрельбы пред- ставляют собой устройства, имитирующие механизм заряжания и пушку (вкладные стволы). Лазерные имитаторы стрельбы и поражения для танков, боевых машин пехоты (БМП) и артиллерийских сис- тем используются при проведении двухсторонних тактических учс ний и занятий. Поражение цели имитируется загоранием дымовой шашки, включением красной лампы и остановкой двигателя на по- движных объектах. Учебно-тренировочные средства обучения вождению приведены на рис. 6.7. Учебно - тренировочные средства для изучения основ движения и правил вождения для контроля и оценки качества вождения для изучения нави- гационной аппара- туры для легко водолазной подготовки для отродот ки приемов управления Рис. 6.7. Учебно-тренировочные средства обучения вождению Л1 41 г Обычно УТС для изучения основ движения и правил вождения изготавливаются на местах эксплуатации танков силами войско- вых частей и устанавливаются в классах на танкодромах. Автоматизированная система контроля ка- чества вождения представляет собой комплект аппаратуры, устанавливаемой в танках, на препятствиях и пульте руководите- ля занятий на танкодроме, с коммутирующими кабелями и соот- ветствующими датчиками. Она предназначена для объективной 167
оценки качества выполнения упражнений № 2 (преодоление пре* пятствнй и ограниченных проходов) и № 6 (вождение в сложных условиях местности) курса «Вождение боевых машин». Тренажер для вождения с обучающей при- ставкой (рис. 6.8) предназначен для получения первоначаль- ных навыков в пользовании приводами управления и наблюда- тельными приборами. Он позволяет тренировать обучаемых по за- данной программе, непрерывно контролировать их действия, ре- гистрировать ошибки и выдавать рекомендации. Рис. 6.8. Тренажер для вождения с обучающей приставкой: а — вид сбоку: б — спереди; I — обучающая приставка; 2 — смотровой прибор; 3 — имитатор тахометра; 4 — щиток водителя; 5 — щиток инструктора; 6 — рукоятки потенциометров; 7 — сиденье водителя; « — рычаг кулисы; 9 — педаль подачи топлива; /О — рычаг планетарного механизма поворота (ПМП); II — датчик правого рычага ПМП; 12 — платформа; 13 — сто- пор платформы; /« — ограждение тренажера; 15 — штепсельный выключатель; /6- датчик главного фрикциона; /7—датчик горного тормоза; /« — пружина педали горного тормоза; 19 — пружина педали главного фрикциона; 20 — педаль главного фрикциона; 21 — педаль горного тормоза; 22— упор платформы Динамический кинотрснажер вождения типа ТТВ (рис. 6.9) предназначен для получения и поддержания навы- ков по управлению боевой машиной в различных дорожных усло- виях и оценки местности для выбора рационального режима дви- жения. Трасса задается кинопроектором. 168
В комплект класса легководолазной подго- товки входят изолирующий противогаз, съемное оборудование подводного вождения танка, учебные плакаты. Рис. 6.9. Динамический кинотренажер для обучения вождению танка типа ТТВ Учебно-тренировочные средства для технической подготовки приведены на рис. 6.10. В комплект класса материальной части танка входят стенды его основных систем, сборочных еди- ниц и агрегатов (рис. 6.11). Допускает- ся объединение в од- ном стенде двух-трех систем, функционально связанных друг с дру- гом. Класс предназна- Рис. 6.10. Учебно-тренировочные средства для технической подготовки чен для изучения ма- териальной части тан- ков, а также для про- ведения практических работ по обслуживанию основных агрега- тов и сборочных единиц. Класс эксплуатации и практических работ предназначен для изучения правил эксплуатации, материалов и 12 Зак. 22 «с> 169
G Рис. 6.11. Стенды класса материальной части танка Т-72: в — приводы управления бортовыми коробками передач и двигателем; б—топливная система и в и гускв силовой установки; Рис. 6.11. Стенды класса материальной части танка Т-72: ~ в — системы воздухоочистки и выпуска силовой установки; г — электрооборудование корпуса и башни, средства защиты от оружия мас- — сового поражения и противопожарное оборудование
средств технического обслуживания и для приобретения навыков выполнения отдельных работ по обслуживанию бронетанковой тех- ники. В классе ремонта осваивается технология войскового ремонта. Этот класс оснащается запасными частями и принадлеж- ностями (ЗИП) танков, специализированными стендами подвиж- ных средств обслуживания и ремонта и соответствующим комплек- том ЗИП для обслуживания оборудования класса. Каркасный учебно-действующий стенд предназ- начен для изучения общего устройства и материальной части тан- ка. Конструкция стенда позволяет проводить практические работы по обслуживанию основных систем танка и отрабатывать норма- тивы. Электрифицированные стенды предназначены для изучения наиболее сложных вопросов по системе электрооборудо- вания танков. Учебно-тренировочные средства, используемые при подготовке танкистов за рубежом. Организация учебно-материальной базы для боевой подготовки танкистов за рубежом во многом совпада- ет с нашей. Для огневой подготовки также используются стенды, каркасные башни, специализированные, комплексные и групповые комплексные тренажеры. Широко применяются при проведении учений в последние годы лазерные имитаторы стрельбы и пора- жения. Вследствие дефицита площади для размещения полигонов, пригодных для ведения стрельбы на реальную дальность, большое распространение получили классные варианты тренажеров для ог- невой подготовки с использованием средств кино и телевидения в системах имитации визуальной обстановки. При обучении вождению используются статические, динамичес- кие и ходовые тренажеры. Статические тренажеры представляют собой макет отделения управления танка с органа- ми управления и контрольно-измерительной аппаратурой и вклю- чают в себя пульт инструктора, позволяющий менять содержание учебных задач и контролировать их выполнение. Динамические тренажеры позволяют имитировать изменение визуальной об- становки при движении танка. Кабина водителя на тренажерах является точной копией отделения управления натурного танка, Во время «движения» в кабине имитируется шум двигателя, транс- миссии и других агрегатов танка. Эти тренажеры разрабо- таны практически для всех образцов танков, состоящих на воору- 172
жении стран —членов НАТО (рис. 6.12). По имеющимся данным, ходовые тренажеры на базе танка используются только для подготовки водителей танка «Леопард». Известна попытка ис- пользовать для обучения вождению танка ходовой тренажер, вы- полненный на базе колесной машины, с отделением управления, копирующим отделение управления соответствующего танка, од- нако широкого применения в практике обучения вождению такие тренажеры не получили. Рис. 6.12. Английский динамический электронный тренажер с телевизионной системой имитации визуальной обстановки для обучения вождению танков «Чифтен»: / — стойка управления телевизионной камеры; 2 — телевизионная камера и подвижный мос- тик; 3 — миниитюр-полигон; 4 — стойки управления подсветкой макета местности; 5. 6 - си- ловые щиты; 7 — ЭВМ; 8 — телетайп; 9 - соединительный шкаф; 10 — пульт управления ин- структора; II стеклянная перегородка; 12 — насосная* станция; 13 — выход насосной стан ции динамического стенда; 14 динамический стенд; /5 — кабина водителя; /б — индика- тор изображения Техническая подготовка за рубежом является частью огневой подготовки и обучения вождению членов экипажа танков. Каркас- ные учебные действующие стенды для изучения материальной час- ти танков в целом и разрезные агрегаты, по имеющимся данным, за рубежом не изготавливаются. При изучении устройства, прин- ципа действия его систем и агрегатов широко используются спе- циально снятые телевизионные, кино- и диафильмы, в том числе и мультипликационные. Определенное внимание уделяется исполь- зованию специально разработанных тренажеров для подготовки ремонтников, особенно специалистов по ремонту танковых систем управления огнем. Командование сухопутных войск капиталистических стран рас- сматривает работы по созданию и внедрению УТС для обучения танкистов как одно из важных мероприятий в подготовке танко- вых частей и подразделений к ведению боевых действий. 173
Пути совершенствования учебно-тренировочных средств. Учеб- но-тренировочные средства должны учитывать развитие бронетан- ковой техники. Это, в первую очередь, касается стендов для изуче- ния составных частей, систем и агрегатов новых танков: они долж- ны быть устроены так, чтобы была возможность вводить отказы и повреждения в материальную часть и отрабатывать наиболее ра- циональные приемы их устранения. В настоящее время разработка УТС отстает по темпам от раз- работки новейших образцов отечественных танков. Каждое из тре- нировочных средств, применяемых в войсках, унифицировано с кон- кретным образцом танка по основным и составным частям, но большинство из них значительно отличается друг от друга, что за- трудняет (удлиняет) их освоение в процессе обучения. Более ра- ционально иметь базовые модели наиболее сложных УТС (огневой и технической подготовки, вождения) и на их основе создавать унифицированные тренажеры одного назначения для разных ВГМ. Повышение уровня унификации тренажеров может быть обес- печено за счет их блочно-модульной конструкции, унификации сос- тавляющих структурных блоков (системы воспроизведения коле- баний танка на динамических тренажерах, вычислительных и прог- раммных устройств, систем управления и контроля, пультов руко- водителей занятий и др.), организации специализированного про- изводства УТС в промышленных масштабах, а также за счет повы- шения уровня унификации самих танков и их основных систем. Необходимо разрабатывать индивидуальные и комплексные, специализированные и групповые тренажеры для огневой подго- товки, обеспечивающие обучение и тренировку личного состава танковых войск со всем комплексом пушечно-ракетного, пулемет- ного и другого вооружения как по курсу стрельб, так и в ситуаци- ях дуэльного и группового боя. Следует расширить функциональные возможности динамичес- ких тренажеров для обучения вождению. Они должны обеспечи- вать отработку всех упражнений по курсу вождения, включая марш в колонне и преодоление водных преград с оборудованием для под- водного вождения. При этом следует учитывать положительный зарубежный опыт. В настоящее время отечественные и зарубеж- ные тренажеры в основном отличаются способом имитации визу- альной обстановки. В отечественных тренажерах вождения имитация визуальной обстановки осуществляется с помощью кинопроекционной аппара- туры. Преимуществами этого метода является высокое качество изображения (четкость, яркость, цвет), возможность многократ- ного повторения ситуаций, относительно небольшая стоимость и простота эксплуатации, а недостатками — мелькание изображения при малой скорости движения из-за ограниченной скорости проек- ции, сравнительно небольшие возможности имитации маневра по курсу, быстрый износ кинопленки (особенно на переходных режи- мах), необходимость ее перемотки при «заездах» большой протя- 174
женности, сложность процесса съемки и изготовления фильмов с записью информации об условиях движения. В отечественных тренажерах огневой подготовки визуальная обстановка воспроизводится посредством выхода на реальную местность (огневой городок). В этом случае нет необходимости применять телевизионные и другие средства имитации визуальной обстановки. К недостаткам этого метода относятся потребность в сравнительно большой площади для размещения мишеней, не- обходимость четко организованного полигонного обслуживания, за- висимость занятий от метеоусловий, неизменность рельефа мест- ности и сравнительно небольшой набор тренировочных ситуаций. В зарубежных тренажерах вождения и огневой подготовки имитация визуальной обстановки, как правило, осуществляется посредством применения миниатюр-полигонов в масштабе I : 300 с телевизионной или оптической передачей изображения на при- боры наблюдения экипажа и видеоконтрольное устройство руко- водителя занятий (инструктора). Метод телепроекции имитируемой визуальной обстановки с миниатюр-полигона в сочетании с ЭВМ для формирования уп- равляющих сигналов и контролем действий обучаемых позволяет обеспечивать сравнительно широкий произвольный маневр на местности без искажения естественного ракурса, вводить запрог- раммированные помехи наблюдению, обучать выполнению задач обнаружения и опознавания цели (что способствует развитию со- ответствующих навыков у танкистов), использовать приборы на- блюдения и прицеливания в сочетании с телевизионными и оптичес- кими средствами трансформации изображения, имитирующими реальную дальность цели, суммировать изображение, смешивая телесигналы от различных источников, вводить элементы неожи- данного изменения обстановки, варьировать внешние условия. К недостаткам этого метода относятся высокая стоимость и слож- ность оборудования, высокие требования к уровню технического обслуживания и квалификации обслуживающего персонала. Больше внимания следует уделять разработке сценариев и съемке учебных теле- и кинофильмов. Целесообразно иметь фильмы на следующие темы: по технической подготовке — тактико-техническая характерис- тика и компоновка танка, назначение систем и приборов; силовая установка и ходовая часть танка (устройство и функционирова- ние); техническое обслуживание танка; войсковой ремонт танка; по огневой подготовке — прицел-дальномер и прибор слежения (устройство и функционирование); приборы ночного видения (устройство и функционирование); действия при оружии, решение огневых задач при отказах и неисправностях вооружения и прибо- ров; техническое обслуживание боевого отделения танка; войско- вой ремонт боевого отделения танка; 175
по вождению — отработка упражнений по курсу вождения; действия водителя при возникновении отказов и неисправностей шасси танка на марше. 6.5. ЗНАЧЕНИЕ КВАЛИФИКАЦИИ ЭКИПАЖЕЙ По мере совершенствования и усложнения конструкции ВГМ роль обучения танкистов существенно возрастает. Квалификация экипажей может быть значительно повышена посредством исполь- зования более совершенных учебно-тренировочных средств. При оценке технико-экономической эффективности УТС учитывается не только технический уровень их конструктивных решений, но и их пригодность для обучения, соответствие условиям эксплуата- ции ВГМ в войсках, возможность организации процесса обучения и тренировок на имеющихся полигонах и танкодромах. При расчете технических показателей учитывается степень соот- ветствия алгоритма и условий работы обучаемого или обучае- мых на учебно-тренировочном средстве алгоритму и условиям ра- боты его или их на реальной ВГМ; при расчете экономических по- казателей определяется разность затрат на обучение с использова- нием и без использования УТС, при этом учитываются и затраты на разработку и эксплуатацию УТС. Эффективность УТС влияет на коэффициент использования учебно-боевых машин в процессе обучения. Установлено, что в Со- ветской Армии за счет применения УТС коэффициент использова- ния учебно-боевых машин при обучении экипажей может быть снижен на 40 %. За счет использования динамических кинотрена- жеров вождения типа ТТВ и соответствующего сокращения нара- ботки учебно-боевых машин, предназначенных для обучения води- телей, обеспечивается ежегодная экономия около 360 тыс. руб. в каждом учебном танковом полку и свыше 30 тыс. руб. в каждом боевом. Квалификация водителей прежде всего влияет на скорость дви- жения ВГМ в различных условиях; при равной квалификации имеют значение индивидуальные особенности человека, что под- тверждено экспериментально при испытаниях различных ВГМ на полигоне. В испытаниях принимали участие четыре водителя оди- наковой квалификации. Наименьшее различие в значениях сред- ней скорости движения получено для ВГМ с низкими энергетичес- кими характеристиками, но с ростом скорости движения эта раз- ница увеличивается. Поскольку повышение подвижности является одной из современных тенденций развития ВГМ, влияние навыков водителя на скорость движения новых машин в будущем может быть соизмеримо с их техническими характеристиками. Прн обучении одного наводчика использование тренажеров позволяет сэкономить до 700 руб. Головая экономия от использова- ния одного тренажера для огневой подготовки достигает от 140 до 480 тыс. руб. Главная ценность учебно-тренировочной базы заклю- 176
чается в возможности существенного повышения уровня боевой подготовки за счет формирования устойчивых навыков в действиях при оружии, сокращения периодичности тренировок и увеличения объема отрабатываемых упражнений на каждой тренировке. Влияние квалификации экипажей на боевую эффективность танков может быть продемонстрировано следующим образом. Оче- видно, урон противнику может быть нанесен в двух ситуациях: экипаж обнаружил противника, а тот его — нет; обе стороны обна- ружили друг друга (если противник обнаружил танк, а тот его — нет, или обе стороны не обнаружили друг друга, урона против- нику не нанести). Вероятность нанесения противнику урона на поле боя можно охарактеризовать величиной Ру, пропорциональной произведению вероятностей трех событий: обнаружения и опознавания против- ника Ро, опережения (упреждения) его при производстве первого выстрела Pyilft и попадания в цель Раоа, т. е. Р — Р Р Р * 'у ‘о* упр'поп • Предположим, что характеристика боевой деятельности экипа- жей различной квалификации имеет значения, приведенные в табл. 6.1. Тогда вероятность обеих ситуаций, в которых может быть нанесен урон одной из сторон, и вероятность самого урона тоже зависят от квалификации экипажей (табл. 6.2, 6.3, 6.4). Таблица 6.1 Характеристика боевой деятельности противоборствующих экипажей_ Квалификация экипажа Ро • ^поп Рупр прн УР°ВИС квалификации другой стороны ВЫСОКОМ средней НИЗКОМ Высокая 0,8 0,5 0,6 0,9 Средняя 0,5 0,4 ОД 0,8 Низкая 0,2 0,1 0,2 0,5 Таблица 6.2 Вероятность ситуаций, в которых может быть нанесен урон противнику Квалификация экипажа Вероятность боевых ситуаций при уровне квалификации другой стороны высоком среднем низком Высокая 0,64/0,16 0,40/0,40 0,16/0,64 Средняя 0,40/0,10 0,25/0,25 0,10/0,40 Низкая 0.16/0,04 0,10/0,10 0.04/0,16 Примечание. Перед косой чертой вероятность того, что противники об- наружили друг друга; за косой чертой вероятность того, что одна из сторон обна- ружила противника. * Не следует смешивать это понятие с вероятностью поражения цели и дру гимн показателями огневой мощи танка. 177
Т а б л н ц а 6.3 Вероятность нанесения урона противнику в первой (перед косой чертой) и второй (за косой чертой) ситуациях боя Квалификация экипажа Ру в различных боевых ситуациях при уровне квалификации другой стороны ВЫСОКОМ среднем низком Высокая 0.256/0,128 0,192/0,320 0,115/0,512 Средняя 0.080/0,050 0,063/0,125 0,04/0,20 Низкая 0,003/0.008 0,004/0,020 0,004/0,032 Таблица 6.4 Полная вероятность нанесения урона противнику в бою Квалификация экипажа Ру при различном уровне квалификации другой стороны ВЫСОКОМ среднем низком Высокая 0384 0,512 0.627 Средняя 0,130 0,075 0.240 Низкая 0,011 0,024 0,036 Приведенные данные показывают, что боевая эффективности танков существенно зависит от уровня обучения и тренированно- сти экипажа, т. е. эффективность танков с высококвалифицирован- ными экипажами значительно выше, чем танков с экипажами низ- кой квалификации.
Глава 7. ВЛИЯНИЕ ЭРГОНОМИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА БОЕВУЮ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТАНКА Эргономические показатели характеризуют приспособленность танка к выполнению функциональных обязанностей экипажем в боевой обстановке и к освоению им материальной части в процессе обучения. Совокупность эргономических свойств танка характери- зуется уровнем эргономичности. Методы получения исходных данных для оценки уровня эргоно- мичности весьма разнообразны: натурно-математическое модели- рование, эксперимент, экспертная оценка; наиболее достоверные данные получают экспериментально. Для прогнозирования эргономических свойств на стадии проек- тирования ВГМ используются аналитические и эмпирические связи между отдельными эргономическими показателями системы экипаж—танк и боевой эффективностью танка; эти связи устанав- ливаются в процессе специальных исследований, в том числе при анализе результатов войсковых учений и испытаний. Между эргономическими показателями и критериями эффек- тивности танка существует непосредственная связь, поскольку при их определении* в качестве исходных данных используются одни и те же параметры, характеризующие основные свойства танков и оперативную деятельность экипажей, например: время подготовки оборудования к работе; время поиска цели; точность стрельбы и время на подготовку и производство пер- вого и последующих выстрелов; качество (точность и скорость) вождения; средняя скорость движения одиночного танка и танка, идуще- го в составе колонны, и др. Как известно, между обобщенными показателями основных боевых свойств и коэффициентом боевой эффективности танка су- ществует следующая зависимость**: * Разработан метод расчета уровня эргономичности ВГМ, позволяющий провести количественную оценку функциональной, конструктивной н простран- ственной организации системы экипаж—танк, а также условий обитаемости. См. т. 1, гл. 7. 179
(7.1) где Л'б.» —коэффициент боевой эффективности; Кои. Кж, Кп —обобщенные показатели огневой мощи, живучести и подвижности соответственно. Обобщенный показатель каждого свойства может быть пред- ставлен как произведение двух коэффициентов, один из которых является показателем технического совершенства, а второй — по- казателем эргономичности образца по данному свойству. Первый зависит от параметров составных частей, систем и агрегатов тан- ков, формирующих указанное свойство, а второй отражает степень использования экипажем технических возможностей машины при различных условиях эксплуатации (например, в бою или на марше в колонне). При оценке влияния эргономических факторов на боевую эф- фективность танка показатели технического совершенства прини- маются постоянными и задаются в виде матрицы чисел, а показа- тель эргономичности рассчитывается по формуле «.,= '£ РмАт„ (7.2) т-1 где / — индекс показателя свойства (Л’э.ом- каждого из основ- ных боевых свойств); Pmi — групповой показатель эргономичности, п — число групповых показателей, входящих в показатель эргономичности по свойству тан- ка; Ami — коэффициент весомости каждого группового показателя эргономич- ности. Коэффициенты весомости групповых показателей устанавлива- ются методом экспертной оценки, а сами групповые показатели эргономичности рассчитываются по формулам вида P.^AJ,. (7.3) Г—I где /г = (FrlFr »т)* : Fr — единичный эргономический фактор оцениваемого об разца; Fr »г — единичный эргономический фактор эталонного образца; k — число единичных эргономических факторов, входящих в m-ю группу; А, — коэффициент весомости каждого единичного эргономического фактора; 6—1, если возрастание значения фактора улучшает показатель эргономичности; 6 ——1, если возрастание значения фактора ухудшает показатель эргономичности. Для танков характерны следующие групповые показатели эрго- номичности (в скобках приведены входящие в группу единичные факторы): функциональная организация системы экипаж—танк (рацио- нальность распределения функций между членами экипажа, нали- чие автоматизированных систем управления огнем и вождением танков, наличие систем дублирования и их влияние на время произ- водства выстрела и совершение защитного маневра); рациональность построения информационных и моторных по- лей (наличие пороговой и аварийной сигнализации о контролируе- мых параметрах, количество и упорядоченность органов управле- нии
ния и средств отображения информации, логическая сложность алгоритмов и темповая напряженность деятельности); рациональность пространственной организации рабочих мест и компоновки машины (размеры рабочих мест, условия посадки и выхода экипажа из машины); условия обитаемости (уровень акустических шумов, механиче- ские колебания при движении, загазованность при стрельбе, мик- роклимат и другие параметры рабочей среды); приспособленность машины к освоению материальной части личным составом (сроки и стоимость обучения, расход ресурса машин на обучение и тренировку и др.). Номенклатура единичных факторов, используемых при расчете групповых показателей, может изменяться в зависимости от име- ющейся информации и преследуемой цели. Оценка показателей эргономичности дает полезный материал для сравнения и позволя- ет обратить внимание на наиболее важные моменты эргономиче- ского обеспечения разработки. В качестве примера на рис. 7.1 приведены расчетные показате- ли эргономичности отечественных танков в боевых условиях (К».б) и на марше (К,. м): показатель Л', б входит в произведение Ко мЛ'ж. а К9.м — в обобщенный показатель подвижности Кп* Рнс. 7.1. Показатели эргономичности отечественных танков: заштрихованная область — К.л м ; незаштрихованная — Опыт танкостроения и эксплуатации ВГМ в войсках показыва- ет, что эргономические свойства образца целесообразно оценивать одним обобщенным показателем эргономичности, который можно было бы вводить в формулу расчета боевой эффективности как дополнительный сомножитель к обобщенным показателям основ- ных боевых свойств образца. Расчет такого показателя, дополня- 181
ющего тактико-технические характеристики образца, требует боль- шей точности, чем позволяет квалиметричоский метод, поэтому весьма актуальным становится поиск аналитических зависимостей, позволяющих количественно оценить влияние эргономических фак- торов на то или другое свойство ВГМ. Влияние эргономических факторов на огневую мощь танка. Сте- пень использования экипажем возможностей комплекса вооруже- ния может быть оценена по критерию боевой эффективности X (интенсивность потока пораженных целей): *-222 V„ , (7.4) /“I /в1 Р-* I где Уц — вероятность ожидаемого потока пораженных целей /-по типа прн стрельбе из /-го вида оружия (или при стрельбе / м видом снаряда); Р^/ — веро ятяость открытия огня по цели / го типа на ц-й дальности; —вероятность поражения цели /-го типа, расположенной на ц-й дальности, прн расходе бое припасов i-ro вида; Т,/(К — математическое ожидание времени поражения одной цели /-го типа, расположенной на ц-й дальности при применении <-го вида боеприпаса. Значения Tl)v. при стрельбе одиночными выстрелами рассчиты- ваются по формуле Г(/. = Г, , + («</,-!) Л,. (7.5) где Мц^ —математическое ожидание расхода боеприпасов i-ro вида на пора- женке цели /-го типа на ц-й дальности, рассчитанное при ограниченном расходе боеприпасов А'; Ти — время подготовки первого выстрела; Ttl—время подготов- ки второго и последующего выстрелов. Выбранный критерий функционально зависит от временных и точностных показателей системы экипаж—вооружение танка, по- этому может характеризовать степень использования огневой мощи. В боевых условиях вероятность обнаружения цели зависит от характеристик приборов наблюдения, входящих в состав оборудо- вания рабочих мест операторов, а также от функциональной за- грузки каждого из них. Время открытия огня зависит от технической оснащенности танка: например, наличие системы дублированного управления огнем исключает необходимость целеуказания и позволяет коман- диру самостоятельно начать стрельбу в экстренных ситуациях. На основе анализа действий операторов при подготовке и про- изводстве выстрела может быть разработана обобщенная вероят- ностная схема процесса решения огневых задач с учетом возмож- ных направлений совершенствования систем управления огнем и составлена номенклатура структурных элементов алгоритма подготовки и производства выстрела, вероятностных характеристик их возникновения и времени реализации. В схеме процесса решения огневых задач выделяются следую- щие этапы: первый — обнаружение и опознавание цели кем-либо 182
из членов экипажа; второй — передача информации о цели по кана- лам связи, целеуказание и визуальный контакт с целью после получения дополнительной информации; третий — подготовка пер- вого выстрела. Исходя из несовместности событий на каждом из этапов, со- ставляют систему уравнений следующего вида: на первом этапе PS + Po"u + PS.c + P: = l; (7.6) на втором этапе (7.7) (таких уравнений может быть составлено более шести); на третьем этапе w + w + w+w -1. (7.8) В уравнении (7.6) приведены вероятности обнаружения цели командиром (Я*), наводчиком по целеуказанию командира (Р"ц) и самостоятельно (Рос), а также водителем (Ро); в уравнениях типа (7.7)—вероятности выдачи целеуказания речевым способом или с помощью привода (PJi, Р^а); вероятности разных вариантов обнаружения цели командиром и наводчиком (например, в приве- денном уравнении — вероятности обнаружения цели наводчиком по речевому целеуказанию командира без дополнительной инфор- мации PJJ.ni и после ее получения Ро.цг; в (7.8) — вероятности раз- личных вариантов подготовки выстрела командиром или навод- чиком Р»1 (без измерения дальности и выработки бокового уп- реждения, с учетом какого-либо одного из этих параметров, с уче- том обоих параметров). Обобщенное время подготовки и производства экипажем пер- вого выстрела Ть зависящее от вероятности частных вариантов процесса и времени их реализации, может быть представлено в ви- де функционалов: 7\ = Г(Р? ; Г"), (7.9) где Pj —вероятность возникновения л-го варианта процесса решения огне- вой задачи: Pj=f(Po, Ра, Ро.ц, Рв...); Т" — время реализации членами экипа- жа л-го варианта решения огневой задачи: T^ = f(To, Гц, Г0.ц, 7*в..). Время реализации экипажем каждого этапа алгоритма может быть рассчитано по формулам, учитывающим время реализации и 183
вероятность каждого из событий. Время подготовки первого выст- рела Л-р:г„ + (1 -Р5)(Л+г„), (7.10) где Тг —время реализации экипажем второго этапа алгоритма; Гв3, ГИ1 — время реализации третьего этапа командиром и наводчиком соответственно. Численные значения вероятности и времени реализации каж- дого события, учитываемые при расчете критерия огневой мощи, могут быть получены при специальном исследовании действий эки- пажа или по результатам войсковых учений. Расчет производится на основе логических схем алгоритмов деятельности членов эки- пажа*. В качестве примера на рис. 7.2 показана зависимость критерия огневой мощи основного танкового оружия от времени подготовки и производства первого выстрела (при фиксированном значении времени подготовки и производства второго и последующих выст- релов), из которой видно, что автоматизированные комплексы тан- кового вооружения (КТВ), имеющие высокую точность и более значительную интенсивность потока поражающих выстрелов, чув- ствительнее к временным характеристикам деятельности экипажа в процессе решения огневой задачи. Рис. 7.2. Зависимость критерия огневой мо- щи от времени подготовки и производства первого выстрела: I — тзнк Т-64А с оптическим прицелом-дально- мером: 2 — автоматизированный комплекс танко- вого вооружения Учет функциональной организа- ции системы экипаж—танк, качест- ва информационных и моторных по- лей, а также алгоритмов деятельно- сти экипажа позволяет объективно оценивать КТВ. Влияние эргономических факторов на подвижность танков. Опыт эксплуатации и испытаний танков свидетельствует о том, что в од- них и тех же дорожных условиях скорость движения одинаковых машин существенно зависит от навыков водителя, организации движения (походное, боевое, одиночное, в колонне), утомляемости экипажа и других факторов, обобщаемых единым показателем — скоростным коэффициентом эргономичности, который характери- зует степень использования экипажем технических возможностей танков. Этот коэффициент (/<„,) представляет собой соотношение средней по выбранному контингенту водителей скорости движения • См. разд. 2.3. 184
танка на трассе (и) к максимально возможной (от) на этой же трассе по техническим характеристикам или максимально достиг- нутой кем-либо из водителей в процессе испытаний. В гл. 7 т. 1 настоящей монографии было показано, что с уве- личением скоростных возможностей танка скоростной коэффици- ент эргономичности уменьшается, т. е. в быстроходных машинах влияние эргономического фактора более существенно. Кроме того, сравнение средней скорости движения одиночных машин и в составе подразделений показало, что в колонне коэф- фициент эргономичности уменьшается в т) раз: (7.11) где коэффициент эргономичности при движении в колонне. Наличие на танковых трассах поворотов, рвов, ям и прочих препятствий способствует снижению скоростного коэффициента эргономичности по мере увеличения интенсивности переходных про- цессов и, следовательно, плотности эквивалентных препятствий п на единицу пути. Это объясняется тем, что с увеличением числа манипуляций во- дителя в процессе движения вероятность правильного и своевре- менного воздействия на органы управления уменьшается, в осо- бенности на высокой скорости движения. Полученные результаты характеризуют движение колонны тан- ков в походном положении, когда водители располагают лучшими по сравнению с боевым положением возможностями реализации скорости движения машин из-за большей обзорности и возможно- сти получения речевой информации от командира, обладающего значительно большей обзорностью, чем водитель (как показали результаты исследования, до 40—45 % действий водителей танков при длительных маршах в колоннах выполняется по указанию ко- мандира). Различие в средней скорости движения в походном и боевом по- ложении достигает 8—15%, что позволяет приближенно учесть режим движения коэффициентом Tfo = 1 — 0,04 vB. Полученные результаты дают основание предложить графоана- литический метод расчета скорости движения танков на маршах, позволяющий по значениям максимально возможных ®т(/с) и до- пустимых и, (/4 ) скоростей прямолинейного (и близкого к нему) движения определять фактическую среднюю скорость одиночных танков (Ру) и колонн с учетом эргономического фактора при раз- 185
личных значениях плотности препятствий. Например, на рис. 7.3 При п= 1,5 км-1 на участке дороги с коэффициентом сопротив- ления fc = 0,06 максимально возможна (по мощности двигателя без ограничений по плавности хода) скорость танка vXJ, равная Рис. 7.3. Номограмма для определения средней скорости движения одиночного танка, ротной и батальонной колонн при ограничениях но тягово-динамическим характеристикам или по плавности хода: »т(/с)- зависимость скорости движения одиночных машин от коэффициента сопротивления /с при тягово динамических ограничениях; (/,)— зависимость скорости движения одиноч иых машин от ограничения плавности хода; у — максимально возможная скорость движе- ния одиночной машины по участку трассы с коэффициентом сопротивления /сj ; — ско- рость движения одиночной машины с учетом ограничений по плавности хода; v{ . Гу ско- рость движении одиночной машины в батальонной колонне с учетом эргономических огра- ничений и без; гр. к ~ скорость движения ротной колонны; Од к — скорость движения ба- тальонной колонны 47,2 км/ч. Из-за эргономических ограничений при движении рот- ной колонны в походном положении скорость снижается до t'p ж — = 40 км/ч, т. е. на 18 %, а в батальонной колонне скорость сни- жается до 37 км/ч, т. е. на 21 %. При ограничении по плавности хода скорость одиночного танка в батальонной колонне не превы- шает 32 км/ч, т. е. снижается почти на 35 %.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Анализ развития современного танкостроения показывает, что рациональное сопряжение экипажа с машиной может способство- вать внедрению прогрессивных технических решений. Члены эки- пажа и системы управления современных ВГМ представляют со- бой неразрывные звенья одной системы (человек—машина). Вы- сокая эффективность этой системы достигается оптимизацией про- цесса управления и созданием условий, способствующих поддер- жанию длительной работоспособности операторов. Главная задача эргономических исследований — повышение ТТХ танка при заданных объеме и массе, расширяющейся номен- клатуре систем управления, качественном изменении их структуры и усложнении логики функционирования без специального отбора военнослужащих в бронетанковые войска, а также обеспечение ра- ботоспособности танкистов при стрессовой перегрузке в условиях современных боевых действий. Тесная взаимосвязь вопросов технического совершенствования боевых машин и эргономического обеспечения жизнедеятельности экипажа, формирующая облик современных ВГМ, требует сниже- ния влияния человеческого фактора на эффективность военной техники. Деятельность экипажа ВГМ должна быть организована таким образом, чтобы человеческие и машинные звенья взаимно дополняли друг друга. Практически любое техническое новшество или усовершенство- вание, расширяющее диапазон применения танков или повышаю- щее их ТТХ, требует приспособления машины к экипажу. Наиболее актуальными вопросами эргономического обеспече- ния боевой деятельности экипажа являются следующие: оптимизация рабочей позы танкистов, создание условий для от- дыха в режиме автономной изоляции экипажа; оптимизация распределения функций между структурными звеньями системы экипаж—машина и между членами экипажа; уменьшение номенклатуры и числа органов управления и средств отображения информации, вопреки тенденции к их росту, вследствие установки в танках новых приборов, механизмов, си- стем управления и др.; 187
улучшение возможностей экипажа по обнаружению и опозна- ванию целей; обеспечение дублированного управления огнем и движением, осуществление взаимного дублирования функций членов экипажа; механизация трудоемких процессов, таких как пополнение бое- комплекта, заправка ГСМ, техническое обслуживание, ремонт и устранение боевых повреждений; снижение логической сложности и темповой напряженности работы экипажа за счет автоматизации операций управления, про- граммного выполнения операций с детерминированной последова- тельностью действий; создание условий обитаемости, отвечающих медико-техническим нормативам; разработка новых конструктивно-компоновочных решений тан- ка с уменьшенной численностью экипажа. Для выполнения возрастающих требований к огневой мощи, живучести и подвижности ВГМ необходимо наряду с повышением технических характеристик проектируемых образцов обеспечить улучшение их эргономических свойств (управляемости, освоя- емости и обслуживаемости). Это позволит повысить приспособ- ленность ВГМ к выполнению функциональных обязанностей эки- пажа и даст возможность полнее реализовать боевые свойства машин. Комплексный подход к повышению эргономичности ВГМ, и в частности танков, является одним из путей дальнейшего по- вышения их боевой эффективности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Ажаев А. И. Физиолого-гигиенические аспекты действия высоких и низ- ких температур. М.: Наука, 1979. 261 с. 2. Вожжова В. И., Захаров В. К. Зашита от шума и вибрации на современ- ных средствах транспорта. Л.: Медицина, 1968. 326 с. 3 Делль Р. А., Афанасьева Р. Ф., Чубарова 3. G Гигиена одежды/Под ред. Р. А. Афанасьевой. М.: Легкая индустрия, 1979. 144 с. 4. Зараковский Г. М. Психофизиологический анализ трудовой деятельности Логико-вероятностный подход при изучении труда управляющего типа. М.: На- ука, 1966 114 с. 5. Зинченко В. П., Муннпов В. М. Основы эргономики. М.: МГУ, 1979. 344 с. 6. Зинченко В. II. Введение в эргономику. М.: Советское радио, 1974. 352 с. 7. Иванов Н. И. Борьба с шумом и вибрациями на путевых и строительных машинах. М.: Транспорт, 1979. 272 с. 8. Лубенскнй В. Д. Обитаемость объектов БТТ. М.: ЦНИИ информации, 1974. 42 с. 9. Ляпунов В. Т., Никифоров А. С. Виброизоляция в судовых конструкциях. Л.: Судостроение, 1975. 232 с. 10. Малышева А. Е. Гигиенические вопросы радиационного теплообмена че- ловека с окружающей средой. М.: Медгиз, 1963. 243 с. II. Мейстер Д. Эргономические основы разработки сложных систем. М.: Мир, 1979. 455 с. 12. Морган К. Т. Инженерная психология в применении к проектированию оборудования/Под ред. Б. Ф. Ломова и В. И. Петрова. М.: Машиностроение, 1971. 488 о. 13. Пупко А. Б. Система: человек и военная техника. М.: Воениздаг, 1976. 252 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие.............................................................. 3 Глава 1. Задачи эргономического обеспечения разработки танка .... 7 888 82S883S B&SSBS:; Г л а в а 2. Боевая деятельность экипажа........................... 2.1. Темповая напряженность деятельности экипажа................ 2.2. Функциональная организация системы экипаж—танк............. 2.3. Алгоритмы деятельности операторов.......................... Глава 3. Пространственная организация рабочих мест в танке......... 3.1. Принципы пространственной организации...................... 3.2. Способы улучшения посадки водителя......................... Глава 4. Эргономическое обеспечение проектирования средств управле- ния и оборудования рабочих мест .................................... 4.1. Проектирование средств управления.......................... 4.2. Эргономические требования к информационным н моторным полям 4.3. Оптимизация средств управления............................. 4.4. Общие технические требования к сиденьям танкистов.......... 4.5. Конструктивные схемы танковых снденнй...................... 4.6. Особенности рабочих мест в отечественных и зарубежных танках Г л а в а 5. Методы и средства обеспечения требуемых параметров рабочей среды обитаемых отделений........................................... 5.1. Микроклимат обитаемых отделений танков . . . . •........... 5.2. Средства обеспечения требуемых параметров микроклимата 5.3. Методы расчета средств обеспечения требуемых параметров мик- роклимата........................................................ 117 5.4. Шум в обитаемых отделениях танков и методы обеспечения до- пустимых акустических параметров................................. 127 5.5. Способы и средства снижения динамических воздействий на эки- паж танка........................................................ 135 5.6. Средства военно-бытового обеспечения....................... 142 Глава 6. Эргономическое обеспечение профессиональной подготовки танкистов............................................................. 146 6.1. Общие положения............................................. 146 6.2. Организация боевой подготовки .............................. 149 6.3. Методы оценки квалификации танкистов........................ 152 6.4. Учебно-тренировочные средства боевой подготовки танкистов 160 6.5. Значение квалификации экипажей.............................. 176 Глава 7. Влияние эргономических факторов на боевую эффективность танка................................................................. 179 Заключение........................................................... 187 Список литературы.................................................... 189 190
Редактор 'В. Н. Махова Технический редактор Н. Н. Скотникова Корректор Л. Е. Сонюшкина Сдано в набор 23.04.86. Подписано в печать 28.11.86. Формат 60х90'/ц. Бумага типографская № 1. Гарнитура литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 12,0. Усл. кр.-отт. 12,0. Уч.-изд. л. 16,43. Заказ 22 «с» Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Машиностроение», 107076, Москва, Стромынский пер., 4 Типография ведомственная 191