Точная наука боеприпасов
Танки Abrams проводят ночные стрельбы
В то время как основы танковых боеприпасов известны и понятны уже много десятилетий, военные в настоящее время стоят перед проблемой улучшения и совершенствования этой технологии с целью соответствия сегодняшним условиям боевого применения.
Конечно, существуют неизбежные и неустранимые барьеры, скажем, непреложные законы физики, которые ограничивают возможности развития. Может оказаться, что в определенных сферах улучшения вообще невозможны, поскольку технология уже достигла своего оптимального уровня развития.
Танковые боеприпасы относятся к той сфере, где для нетренированного взгляда такое состояние должно быть уже достигнуто. Задача, по сути, заключается в том, чтобы доставить эффективную боевую нагрузку до цели точно в тот момент, когда это необходимо. Повышение точности в дальнейшем скорее всего будет идти за счет изменения пушки, а не снаряда. Если новые материалы смогут предложить лучшее бронепробитие, они, конечно же, будут рассмотрены, испытаны и затем приняты в производство. Различное боевое снаряжение снарядов, создающее разное воздействие, будет разрабатываться и развертываться в зависимости от потребности и далее, но основы конечно же останутся прежними.
Пушка CT 40 компании CTAI в корне меняет представление об орудийных системах
Масштаб инноваций
Тем не менее, на практике существует значительный простор для инноваций даже в такой узкой сфере как танковые боеприпасы. Меняющиеся потребности определяются меняющимися требованиями и, хотя развитие снарядов скорее является не причиной, а реакцией на развитие других технологий, потребность в их совершенствовании крайне необходима.
Хотя может потребоваться некоторое время, пока революционные изменения смогут добраться до передовой, ведь некоторые из них могут произойти только при параллельной разработке новых орудийных технологий, но уже достаточно четко вырисовываются очертания крупнокалиберного снаряда нового поколения.
«Американское правительство очень хорошо поработало за последние 40 лет, сохранив танк в качестве высокоприоритетной боевой платформы, которая должна обладать значительным превосходством над аналогичными платформами потенциального противника», — сказал Крейг Аакхус из компании Northrop Grumman Innovation Systems, добавив, что из-за этого они должны достаточно много инвестировать в развитие своей линейки танковых боеприпасов.
Разработка боеприпасов для американских танков, кажется, состоит из длинной цепи едва заметных изменений, которые постепенно расширили их возможности без необходимости большой трансформации все системы доставки поражающих факторов. «Когда мы впервые поставили 120-мм систему на танк Abrams в середине 80-х, мы перевели некоторые немецкие снаряды из Германии в США и затем немедленно приступили к их совершенствованию».
«В конце 80-х годов американское правительство выступило с крупной инициативой, направленной на ликвидацию технологического отставания. После проведения комплексных испытаний там поняли, что эти снаряды не вполне соответствуют всем требованиям армии. В связи с этим в конце 80-х — начале 90-х усиленный акцент был сделан на их совершенствовании, в то время было разработано несколько новых типов снарядов с различным воздействием».
«Например, в кумулятивный снаряд 830А1 с облицовкой также был добавлен дистанционный взрыватель, — отметил Аакхус. — В то время упор конечно же делался на борьбу с вертолетами. Тогда армия особое внимание уделяла бронированным угрозам и сделала резкий рывок в начале 90-х по снарядам кинетического действия, и мы продолжаем эту работу сегодня».
«В общем и целом армия принимает новый снаряд на вооружение каждые 8-10 лет, она инвестирует значительные средства в технологии и материалы с тем, чтобы обеспечить соответствие наших систем вооружения текущим угрозам. Очевидно, что мы до сих пор работаем с той же орудийной системой, но мы увеличили срок ее службы за счет интеграции новых технологий в боеприпасы».
Аакхус указал на то, что большую роль в развитии этих разработок играет инициативность и решимость американской армии.
«Угрозы развиваются и мы должны оставаться впереди этих угроз. Я считаю, что сообщество пользователей делает огромную работу по определению этих угроз. Основные потребности определяются сообществом заказчиков, а мы, как разработчики и поставщики, реагируем на них. Мы работаем с ними рука об руку. К тому времени когда требования выходят, мы видим такие же тенденции в угрозах, поэтому мы параллельно определяем угрозы и стремимся удовлетворить этим потребностям».
Аакхус указал на разработку нового продвинутого универсального 105-мм снаряда, в котором был реализован этот синхронизированный подход промышленности и военного заказчика.
«Возникают новые угрозы, например, большое распространение получили комплексы противотанковых управляемых ракет, и с ними необходимо бороться. Промышленность отвечает тем, что предлагает боеприпасы с усовершенствованными боевыми частями и интеллектуальными взрывателями».
На фото видно, как продвинутый универсальный снаряд AMP создает ударные волны во время полета
Воздействие
В Европе работают над более радикальным решением. Совместное предприятие британской BAE Systems и французской Nexter, компания СТА International (CTAI), разработало совершенно новую систему вооружения, в которой использован нетрадиционный подход к конструкции снаряда. Телескопический боеприпас представляет собой снаряд значительно или даже полностью «утопленный» в пороховой заряд в гильзе. Такая компоновка позволила значительно уменьшить размеры и массу выстрела по сравнению с обычными снарядами, а также сделала возможным применение беззвеньевой подачи боеприпасов. Система в целом — пушка с телескопическими снарядами — обещает в несколько раз большее воздействие по сравнению с сопоставимыми системами, на смену которым они должны прийти. Кроме того, по сравнению с традиционной пушкой телескопическая система за счет более рациональной боеукладки может вместить на борту в четыре раза больше снарядов.
Хотя система CTAI имеет относительно небольшой калибр 40 мм, она предлагает возможности, сравнимые с системами более крупного калибра. В компании CTAI заявляют, что система подходит не только для установки на машины категории БМП, например, британские Ajax и Warrior, на которых она уже устанавливается, но также для установки на основные боевые танки.
Развитие телескопических боеприпасов началось довольно давно — концепция была предложена в начале 50-х в США, — но сложность решения и отсутствие необходимых технологий не позволили запустить их в серийное производство. «Идея вложить снаряд в гильзу десятилетиями оставалась недостижимой, но заветной целью, — сказал Рори Чемберлен из компании CTAI. — Старый треугольник «мобильность, боевая устойчивость и огневая эффективность» всегда был проблемным в случае со средним танком, поскольку при попытке повысить огневую эффективность пушки и системы становились настолько тяжелыми, что это негативно сказывалось на подвижности и как следствие на живучести. Телескопическая система является единственным решением, поскольку у нее пушка и механизмы подачи меньшего размера. Вся система вращается вокруг боеприпаса, главное безопасно и надежно вставить снаряд в гильзу, в результате чего получаем присущие ей высокие характеристики».
Основной технической проблемой, которую компания CTAI должна была решить, является герметизация снаряда. «Газонепроницаемость исторически всегда была одной из сложнейших проблем, — отметил Чемберлен. — В старых конструкциях вы добивались герметичности при движении снаряда по нарезам в стволе. В нашем решении сама гильза снаряда обеспечивает герметичность. Это было сложно, но мы сумели в CTAI добиться этого, и возможно это было основным драйвером успеха».
После решения этой проблемы оставшаяся часть разработки проходила в рабочем порядке, без нештатных проблем.
«Несложно расколоть орех — вы просто должны знать какой инструмент использовать и далее становится проще. Это правда, что наш снаряд имеет больше компонентов, чем простой стандартный боеприпас, но когда вы фактически вникните в детали и посмотрите на решение, она окажется довольно простым»,
— сказал Чемберлен.
«Я бы не сказал, что для достижения этого мы должны были инвестировать в безумные технологии. Это базовые принципы производства, которые были выработаны за многие годы. Их расстановка в правильном порядке, понимание системы и того, как это все вместе работает, — вот, что компания CTAI смогла сделать».
На сегодняшний день для пушки СТ40 разработано семь типов телескопических снарядов, включая вариант БОПС
Конструктивные вызовы
При производстве снарядов нового типа необходимо иметь схожие навыки и придерживаться тех же принципов, как и при производстве стандартных боеприпасов, но, как пояснил Чемберлен, операции в производственном процессе — например, добавление метательного вещества в корпус, или процесс, известный как обжатие, который в обычном снаряде заключается в запрессовывании гильз, а в телескопическом снаряде в напрессовке передней и задней крышек — расставляются в ином порядке из-за особенностей каждого типа. «Эти отдельные операции очень простые, когда вы изготавливаете снаряды, но может быть вы выполняете операции в другом порядке, — заметил он. — Представьте, что последней операцией, выполняемой в обычном боеприпасе, является снаряд, тогда идет обжим и запрессовывание его в гильзу. В случае с телескопическим боеприпасом первым делом берутся за снаряд, затем он помещается в гильзу. Далее внутрь снаряжается метательное вещество, после чего происходит обжим. Просто меняется порядок операций, но отдельные шаги такие же как у традиционных снарядов».
Перепроектирование всей системы вооружения целиком по сравнению с многократным постепенным совершенствованием одного из ее компонентов, конечно, казалось более высоким риском. Рассказывая о первых успешных стрельбовых испытаний системы, установленной на британскую бронемашину Ajax в 2016 году, руководитель этого проекта заметил, что «сложные проблемы, возникающие на пути к этому, не должны недооцениваться». Впрочем, он также отметил «трансформационные возможности системы, направленные на победу». Кажется, что преимущества здесь могут быть существенно большими, чем было бы в случае с программой с менее амбициозными целями.
По данным CTAI, ее система СТ40 позволит улучшить все три компонента: мобильность, боевую устойчивость и огневую эффективность. Некоторые из этих улучшений будут реализованы либо за счет пушки, либо за счет ее обеспечивающих компонентов, в частности магазина.
Вопрос пока остается спорным, окажется ли вариант системы, интегрируемой в британские машины, таким же эффективным, как тот, что устанавливается на французские разведывательные бронемашины Jaguar, в которые интегрируется полностью комплектная система CTAI. Великобритания выбрала другое решение для своих платформ Ajax и Warrior, они должны иметь общую башню, в которую головным подрядчиком Lockheed Martin UK устанавливается пушка наряду с оборудованием других фирм. Бесспорно только то, что никакие из этих инноваций не были бы возможны без создания снаряда нового типа.
«Мы заменяем 30-мм боеприпас, у которого снаряд весит 350 граммов, — сказал Чемберлен. — Наш новый снаряд весит один килограмм, то есть боевая часть почти в три раза больше. Все армии говорят о диаметре снаряда, но важным является его боевое снаряжение и бронепробитие. Люди думают, что 30-мм и 40-мм снаряды несильно отличаются, но на самом деле существует большая разница касательно боевой части. Фактически она в четыре раза мощнее».
«Что важно экипажам, когда они ведут огонь? Поразить цель. Вот на что направлена телескопическая технология. Необязательно количество, необязательно, что это 40-мм снаряд, просто быстрее оказать на цель больше воздействие, поразить ее и вернуть наших ребят домой целыми и невредимыми».
К другим заявленным преимуществам системы относится способность оператора быстро переключаться между разными типами, перезаряжать и вести огонь во время движения. Принимая во внимание повышенную огневую мощь, предлагаемую более компактным решением, и увеличенный объем для экипажа в башне, можно говорить о мультипликативном эффекте, который обеспечивает эта телескопическая система.
«Раньше при перезаряжании вы должны были где-то остановиться и перезарядить пушку, теперь это время в прошлом, — заметил Чемберлен. — Вы просто можете перезаряжать во время движения. Магазин неподвижен, в нашей системе он очень напоминает выдвижной ящик, когда открываешь ящик, кладешь в него снаряд, закрываешь ящик, он читает тип снаряда и точно знает, где он размещен в магазине. Если вам необходимо выбрать боеприпас конкретного типа, магазин просто поворачивается к выбранному ящику. У вас может быть несколько типов в магазине, все какие есть в наличии».
Бронебойный снаряд М380 (на фото) заменяется универсальным продвинутым снарядом AMP (Advanced Multi-Purpose)
Меняющийся тип
На сегодняшний день боеприпасы семи разных типов либо изготовлены и поставлены заказчикам, либо проходят квалификацию: бронебойный трассирующий со стабилизирующим хвостовиком (оперенный) с отделяющимся поддоном и трассером или БОПС; универсальный с трассером; универсальный с головным взрывателем с трассером; универсальный воздушного подрыва с трассером: кинетический воздушного подрыва; и два практических снаряда. Первый, уже поступивший в войска, получил обозначение ТР-Т (Target Practice — Tracer), тогда как второй TP-RR (Target Practice — Reduced Range) с уменьшенной дальностью пока находится в разработке. Чемберлен отметил, что этот список отнюдь не исчерпывающий. «Телескопическая технология может быть применима ко всему, что можно вставить в гильзу. Мы не ограничены нашими нынешними типами. Мы смотрим на исследования различных снарядов, которые мы моли бы внедрить, но они находятся на ранних этапах оценки предварительной технической оценки».
Способность быстро переключаться с одного типа на другой является основным элементом повышения возможностей, которые обещает концепция телескопической системы. С началом поступления нового вооружения в свои арсеналы заказчики взялись за разработку принципов его боевого применения, параллельно же разрабатываются перспективные типы боеприпасов, которые повысят эффективность системы.
«В отличие от 30-мм пушки Rarden, стоящей на британских БМП Warrior, которая может стрелять только обоймами по три снаряда (два в магазине, то есть максимум очередь из 6 выстрелов) и у которой нет возможности сменить тип снаряда, с СТ40 вы легко можете менять тип так, что это позволяет вам иметь разные типы очередей и различное воздействие. Основная ваша задача — как правильно использовать снаряды разных типов и получить наилучшее воздействие на цели». Не вдаваясь в детали, Чемберлен намекнул, что в 2020 году компания сможет рассказать о своих планах и других типах боеприпасов, «которые наши заказчики хотят видеть».
Снижение массы является основной целью всех программ по боеприпасам и это еще одно направление, по которому могут идти производители боеприпасов, стремясь улучшить свою продукцию. Аакхус пояснил, что американский заказчик его компании помог улучшить огневую эффективность боеприпасов без повышения их массы, активно изучая потенциал различных материалов и внося свои предложения по их использованию.
«В сфере боеприпасов кинетической энергии США много инвестировали с целью получить меньшую паразитную массу и вложить больше энергии в сердечник, — пояснил он. — Например, использование композиционных материалов при изготовлении поддона позволит доставить больше энергии до цели и тем самым совершить технологический прорыв. Поддон в действительности представляет собой просто деталь с паразитной массой, задача которой состоит в проводке снаряда по стволу. Если ее можно было бы исключить, то это было бы здорово, чем легче вы становитесь, тем лучше. Традиционно использовались алюминиевые поддоны, но у нас есть композитные технологии, пришедшие из авиакосмической промышленности, то есть у нас есть все возможности максимально уменьшить эту паразитную массу».
«Американские военные инвестировали немалые средства в уникальные технологии сердечника, — добавил Аакхус. — Кроме того, появляются новые продвинутые взрыватели в фугасных боеприпасах различного назначения. США и другие страны все чаще используют канал передачи данных на снаряд, то есть теперь в зависимости от цели, по которой мы ведем огонь, мы можем дать снаряду дополнительную информацию, чтобы сделать его более разборчивым. Мы интегрируем интеллектуальные взрыватели в осколочно-фугасные снаряды, которые ранее снаряжались только головными взрывателями, одновременно повышаем уровень безопасности за счет малочувствительных веществ, электромагнитной совместимости и других технологий.
Инструктор американской армии передает 120-мм учебный выстрел курсанту во время процесса пополнения боекомплекта
Вопросы стоимости
Повышение сложности снарядов за счет внедрения электронных компонентов, так же как инвестиции в новые материалы, направленные на снижение массы, неизбежно влекут за собой повышение стоимости каждого снаряда. «Очевидно, что чем больше технологий вы внедряете, тем дороже становится продукция, — отметил Аакхус. — Понимая это, параллельно мы разрабатывали учебные снаряды, которые копируют по баллистике боевые снаряды, акцент здесь был сделан на уменьшении сложности и стоимости. Мы вложились в технологии, позволившие снизить стоимость учебных выстрелов, которые мы в большом количестве отстреливаем каждый год, сделать их доступными и поддержать уровень подготовки наших экипажей. В то же время понятно, что боевые снаряды, хранящиеся в арсеналах и которые можно использовать только в определенных операциях, всегда будут несколько дороже».
По его оценкам, соотношение закупленных и отстрелянных учебных и боевых снарядов составляет порядка 10:1, то есть акцент на использовании учебных снарядов даст значительное общее снижение стоимости боевой подготовки. Очевидно, что инертные снаряды стоят меньше снарядов, снаряженных взрывчатыми веществами, кроме того, такие дорогие компоненты, как например, продвинутые взрыватели, чаще всего не включаются в учебные боеприпасы.
Компания Northrop Grumman также использует недорогие метательные вещества в своих учебных снарядах, приберегая более дорогие вещества с самыми высокими характеристиками для боевых боеприпасов.
По мнению Чемберлена, разработка компанией CTAI практического снаряда TP-RR поможет ее заказчикам еще больше сэкономить средств, а также расширить возможности обучения.
«До определенной дальности этот снаряд по баллистике совпадает с боевым снарядом, а затем начинает резко снижаться. Это сокращает зону безопасного удаления, то есть позволяет проводить стрельбы на большем числе полигонов, что упрощает боевую подготовку тем армиям, у которых учебные полигоны ограничены по площади. Мы полагаем, что когда снаряд TP-RR пройдет квалификацию, он станет практическим снарядом следующего поколения из-за преимуществ, которые он обеспечивает, а также низкой стоимости».
Несмотря на то, что производство телескопических снарядов очень похоже на производство традиционных боеприпасов, стоимость их изготовления на сегодняшний день значительно выше. Стоимость была одной из причин, почему прежние попытки производства телескопических систем терпели неудачу. По мнению Чемберлена, любая оценка возможностей должна быть сосредоточена не на стоимости каждого отдельного снаряда, а на том, как лучше всего использовать всю систему для получения желаемого воздействия.
«Сколько снарядов вам необходимо для поражения цели? Что касается БОПС, то здесь всего два варианта — либо вы пробьете броню, либо нет. Неудачная попытка пробить броню позволяет противнику открыть ответный огонь и это не та ситуация, в которой кто-либо хочет оказаться. Хотелось бы быть уверенными в своих боеприпасах. Мы провели свой анализ потенциальной возможности поражения цели, британское министерство обороны сделало свой анализ, французское — свой, по результатам которых выяснилось, что мы имеем более эффективное и дешевое решение. И это факт».
Информация