Многоствольная компоновка

Среди первых танков встречались образцы с двумя, тремя, четырьмя и более пушками на борту, разнонаправленное расположение которых, однако, не позволяло вести сосредоточенный огонь по целям

Первые танки нередко несли на борту по нескольку пушек для повышения своей огневой мощи, а также в силу того обстоятельства, что амбразуры в лобовой части бронированного корпуса танка имели ограниченный сектор обстрела и не позволяли вести огонь по целям, находящимся сбоку и сзади относительно направления движения танка. С появлением вращающейся башни эта проблема не была устранена сразу, так как первые танковые башни были рассчитаны, главным образом, под установку пулемётов, и не позволяли установку вооружения достаточного по калибру и мощности используемого боеприпаса тому, которое монтировалось в амбразурах, расположенных в лобовой и кормовой части корпуса, а также по бортам. Кроме того, на начальном этапе развития бронетанковой техники и вооружения (БТВТ), танковой пушки в её современном понимании также не существовало, — на первые танки устанавливались либо специально модифицированные для этих целей артиллерийские орудия полевой, крепостной или малой корабельной артиллерии, либо тумбовые установки или установки вертлюжного типа с небольшими по размеру и калибру орудиями. Поэтому ещё на протяжении длительного времени после появления вращающейся башни, компоновочная схема танков предполагала её сосуществование с главными калибрами, смонтированными в корпусе.

Возможны различные варианты конфигурации стволов: во вращающейся башне внутри, снаружи башни по бокам, по бортам корпуса безбашенной техники симметрично вперёд или несимметрично в стороны.

На фото слева показано расположение стволов снаружи по бокам башни британской зенитной самоходной установки Leopard 2 Marksman, по центру — симметричное расположение стволов по бортам корпуса на немецком опытном танке VT1-2, справа — разнонаправленное расположение стволов с правого борта британского серийного танка Mk IV

Ниже описаны разработки танков, самоходных артиллерийских установок и другой бронетехники многоствольной компоновки в разных странах, на различных исторических этапах.

Одно- и многоствольная танковые башни (конфигурация стволов, вид сверху)

Под проекты бронетехники многоствольной компоновки подводились различные обоснования, отталкивающиеся, в первую очередь, от необходимости повышения огневой мощи при сохранении или незначительном увеличении габаритно-технических характеристик бронетехники, в первую очередь основных и тяжёлых танков, — таким образом предполагалось решить задачу повышения боевой эффективности техники при сохранении большей части производственной базы, без необходимости фундаментальной перестройки производственных мощностей, смены набора технологических операций и материально-технической базы, поэтому в большей части проектов танков многоствольной компоновки конструкторами за основу были взяты шасси, корпус и пушки от серийных образцов (советские многоствольные танки предвоенного периода — на шасси танков КВ, послевоенного — на шасси танков ИС, западногерманские модели послевоенных лет — на шасси танка Leopard 2 и т. д.), коренной модификации подвергалась, главным образом, башня и узлы её крепления.

Важным элементом подведения теоретической базы под необходимость и целесообразность дальнейшего развития того или иного направления разработки вооружения и военной техники (ВВТ) на этапе защиты аванпроектов и проектов, является её математическое обоснование. Для того, чтобы приблизительно представлять себе аргументацию теоретиков применения многоствольной компоновки бронетехники, необходимо рассмотреть выдвигаемые ими доводы в разрезе зависимости боевой эффективности единицы бронетехники (танка, самоходной артиллерийской установки) от её многоствольности. В наиболее общем плане, зависимость огневых возможностей единицы бронетехники от количества стволов основного вооружения можно упрощённо представить следующим образом:

${\displaystyle \Theta _{\text{ед. БТВ}}={\color {ForestGreen}n}\left({\frac {{\frac {\Theta _{\text{о.в.}}}{\sqrt[{x}]{\gamma \times l}}}\times \left({\frac {L_{\text{в.п.}}^{\circ }}{\mathrm {d} _{\text{с}}}}\times {\frac {L_{\text{г.п.}}^{\circ }}{\mathrm {d} _{\text{п.б.}}}}\right)}{{\frac {\mathrm {T} _{\text{н}}}{e_{\text{от}}^{~\lambda }}}\times {\frac {\tau _{\text{min}}}{\frac {e_{\text{ос}}^{~\lambda }}{\color {ForestGreen}n}}}}}\right)^{\delta }+{\frac {\Theta _{\text{д.в.}}^{\delta }}{\sqrt[{x}]{\gamma \times l}}}}$ ,

где ${\displaystyle \Theta _{\text{ед. БТВ}}}$ — совокупные огневые возможности единицы бронетехники с боеготовым экипажем;

${\displaystyle {\color {ForestGreen}n}}$ — количество стволов;

${\displaystyle \Theta _{\text{о.в.}}}$ — огневая мощь основного вооружения, — условной танковой пушки или орудия, — как уравнение его огневых характеристик (эффективности стрельбы, вероятности поражения цели с первого выстрела и ряда других);

${\displaystyle \Theta _{\text{д.в.}}}$ — огневая мощь дополнительного вооружения (пулемётов, противотанковых управляемых ракет и т. д.);

${\displaystyle \mathrm {T} _{\text{н}}}$ — неполный цикл стрельбы, от момента выстрела танковой пушки или орудия до приведения его в готовность к повторному обстрелу цели, что включает в себя время на перезаряжание и корректировку;

${\displaystyle \tau _{\text{min}}}$ — минимальный интервал времени между раздельными выстрелами многоствольной единицы бронетехники, обусловленный вибрацией во время выстрела и необходимостью корректировки стволов перед повторным выстрелом (в случае стрельбы залповым способом близок, но не равняется нулю);

${\displaystyle e_{\text{ос}}}$ — коэффициент вероятности осечки и других задержек при стрельбе из условной танковой пушки или орудия;

${\displaystyle e_{\text{от}}}$ — коэффициент вероятности отказа, несрабатывания или неудовлетворительного срабатывания автомата заряжания по техническим причинам (неисправность, заедание, заклинивание, утыкание и так далее);

${\displaystyle L_{\text{в.п.}}^{\circ }}$ — величина сектора обстрела в вертикальной плоскости, как разница между граничными углами возвышения ствола (вверх и вниз относительно линии горизонта);

${\displaystyle L_{\text{г.п.}}^{\circ }}$ — максимальный угол разворота башни в горизонтальной плоскости (от ≈0°, но ≠0° для безбашенной техники или башенной техники с неподвижно смонтированной башней до 360° для башенной техники с круговым вращением башни);

${\displaystyle \mathrm {d} _{\text{п.б.}}}$ — диаметр погона башни, как ширина оси вращения пушки или орудия (для техники с зафиксированным вооружением это будет её полная длина, от кормы корпуса до дульного среза ствола);

${\displaystyle \mathrm {d} _{\text{с}}}$ — длина ствола пушки или орудия вместе с дульными насадками;

${\displaystyle \gamma }$ — величина погрешности прицельных приспособлений и измерительных приборов;

${\displaystyle l}$ — расстояние до цели;

${\displaystyle x}$ — степень видимости, как уравнение факторов, ограничивающих или расширяющих нормальный обзор цели и сектора обстрела, начиная от единицы, то есть от видимости близкой к абсолютной, до нуля, то есть нулевой видимости;

${\displaystyle \lambda }$ — степень пригодности к эксплуатации элементов механической или электромеханической цепи стрельбы (изношенности деталей спускового механизма, казённой части) и перезаряжания (автомата заряжания), а также отсутствия дефектов у боеприпасов, рассчитываемые отдельно, по совокупности эксплуатационно-технических параметров;

${\displaystyle \delta }$ — степень индивидуального мастерства стрелка, как уравнение его личных качеств (боевого опыта, зоркости, меткости, быстроты реакции) и уровня огневой подготовки.

Как видно из представленной формулы, собственные огневые возможности многоствольной бронетехники, при условии видимости, превышающей нулевую, одинаковой квалификации стрелков, одинакового дополнительного вооружения и без учёта привлечённых огневых средств (артиллерии и авиации), всегда превышают таковые у конвенциональной.

Живучесть стволов

На значение живучести ствола танковой пушки или орудия влияет целый ряд факторов, от которых напрямую зависят огневые возможности данной единицы бронетехники, например, резко снижают живучесть стволов увеличение мощности используемых боеприпасов и начальных скоростей снарядов; рифление (нарезка) ствола с целью придания снаряду вращательного движения с числом оборотов, достаточным для стабилизации его в полёте. Достоинством многоствольной компоновки является то, что при аналогичном количестве выстрелов, значение коэффициента износа канала ствола сокращается кратно, пропорционально увеличению количества стволов. Это имеет важное значение не только в практике боевого применения конкретных образцов бронетехники, но и при подготовке командиров танков и боевых машин, наводчиков и смежных воинских специальностей, когда требуемый настрел в расчёте на человека может превышать несколько сотен выстрелов.

Надёжность

В случае выхода из строя танковой пушки или её отдельных узлов, которые делают невозможным практически дальнейшее её использование по назначению и при отсутствии дополнительного вооружения, такого как противотанковые управляемые ракеты внешнего пуска (так как ракеты ствольного пуска так же становятся бесполезными), танк из категории бронетанкового вооружения (БТВ) переходит в категорию бронетанковой техники (БТТ) и фактически перестаёт быть танком до момента устранения неисправности, либо замены вышедшей из строя пушки на исправную. У многоствольных единиц бронетехники эта проблема решается за счёт равномерного распределения нагрузки, возросшей в результате выхода из строя одного из стволов, на оставшиеся исправные стволы, если только механизм подачи боеприпасов не синхронизирован на все стволы одновременно или последовательно и не имеет заложенной в него конструкторами возможности селективного (выборочного) распределения.

Пристрелка

Научно-технический прогресс в сфере разработки и создания оптико-электронных прицельных приспособлений и целеуказателей, электронно-вычислительных и измерительных приборов, а также приборов управления огнём, оснащённых разнообразными механизмами стабилизации поля зрения в обеих плоскостях, позволил значительно повысить эффективность стрельбы из основного ствольного вооружения и увеличить вероятность поражения цели с первого выстрела. Тем не менее, до сих пор, самым надёжным способом достижения гарантированной вероятности поражения цели на поле боя является пристрелка по цели в боевой обстановке, либо пристрелка местности в обороне, если обстановка позволяет подготовиться к оборонительному или встречному бою. Большим подспорьем для стрелка в этом деле является пристрелочный пулемёт, позволяющий эффективно пристрелять цель на расстояниях, не превышающих дальность прямого выстрела, радиус пристрелки из которого, однако, ограничен мощностью пулемётного патрона, которая существенно уступает мощности боеприпаса танковой пушки. Наличие двух и более стволов, позволяет осуществить пристрелку непосредственно из вооружения того же калибра, из которого предполагается затем открыть огонь на поражение. Кроме того, в условиях современного скоротечного общевойскового боя, маловероятно что цель на поле боя позволит осуществить по себе как следует пристрелку и не предпримет каких-либо контрмер, поэтому первый выстрел может стать последним. В этом отношении, многоствольная компоновка позволяет воспользоваться результатами пристрелки (или продолжить её при наличии более двух стволов) сразу же, а не дожидаться окончания перезарядки, как этого требует конструкция конвенциональной бронетехники.

Вероятность поражения цели

Пропорционально увеличению количества стволов возрастает вероятность поражения цели за один и тот же период времени, требуемый для поражения цели одноствольной единице бронетехнике, что достигается за счёт сокращения интервала между выстрелами, соответственно которому снижается время, необходимое противнику чтобы успеть своевременно среагировать на угрозу, принять контрмеры, открыть ответный огонь, занять укрытие или уйти за пределы сектора обстрела.

Залповый огонь

Наличие двух и более основных ствольных вооружений (пушек или орудий) позволяет вести залповый огонь по цели, увеличивая вероятность её поражения с первого выстрела, что, однако, увеличивает нагрузку на конструкцию танка, в особенности, на стыке башни и корпуса, создавая динамические нагрузки, кратно превышающие нагрузки при выстреле из одного ствола.

Нагрузка на конструкцию

Единовременная или слишком быстрая последовательная стрельба из двух и более стволов создаёт повышенную нагрузку на конструкцию бронетехники, тем большую, чем ближе их расположение и мощность используемых боеприпасов. Для залповой стрельбы, за счёт явления резонанса, это значение выше, чем для последовательной стрельбы из того же количества стволов.

Танковая пушка является одним из наиболее сложных в производственном отношении элементов танка, чтобы обеспечить ею войска в требуемом количестве, в ограниченные сроки

Производственные трудности

Несмотря на некоторые преимущества многоствольных орудийных систем, описанные выше, на пути оснащения ими войск в достаточном количестве возникают трудности производственного характера, так как, во-первых, предстоит увеличить нагрузку на производственные мощности и персонал промышленных предприятий, занимающихся выпуском орудийных и пушечных стволов, во-вторых, предусмотреть увеличение износа основных фондов, так как нагрузка возрастёт не только на персонал, но и на оборудование, что потребует его капитального ремонта и замены различных деталей раньше обычного срока, в-третьих, запланировать в смете дополнительные расходы на кратно возросшую стоимость производства ствольных вооружений, причём для отдельных статей расходов, таких как заводской брак, эти показатели будут многократно выше стандартных, пропорционально нормальному объёму брака при производстве, в-четвёртых, производство стволов является одним из самых ответственных по степени своей сложности этапов полного производственного цикла танкостроения, и если изготовление других узлов и агрегатов бронетехники позволяет допущение относительного разброса качества готовых деталей, обусловленного менее строгими требованиями к готовой продукции и, как следствие, снижения объёма выбраковки, то совокупность технологических процессов и операций при изготовлении ствольных танковых вооружений требует особых навыков и квалификации, так как к готовой продукции предъявляются предельно строгие требования. Кроме того, если подготовка технических кадров для производства подвески, корпуса, приводов и другого оборудования позволяет применять стандартизированные методики подготовки, более того, благодаря более широкому внедрению средств автоматизации производства, часть технологических процессов может осуществляться на полностью автоматизированном производстве, то изготовление ствольных вооружений для бронетехники, как в части предварительной обработки орудийного металла под заготовки для стволов, так и в части сверления стволов, требует особой квалификации, которая не может быть достигнута иначе, как в результате многолетней работы. Поэтому, опытные мастера-оружейники, занимающиеся изготовлением стволов для танковых пушек и орудий — это, в сущности, штучные специалисты, увеличение штата которых за счёт привлечения молодых специалистов, даже если и решит задачу выполнения производственного плана в срок, тем не менее, не обеспечит качества продукции, выпускаемой в требуемых объёмах, что не сможет не отразиться на результатах боевого применения этого вооружения, безусловно, в худшую сторону.

• Список бронетехники с двумя и более стволами основного вооружения
• Многобашенная компоновка