СРАТЕГИЯ РАЗРАБОТКИ ТАНКА БУДУЩЕГО

Взгляд на танк будущего из 90-х.

СРАТЕГИЯ  РАЗРАБОТКИ 

ТАНКА БУДУЩЕГО

Роджер К.Холл, Скотт Д.Карккейнен, Герберт Х.Доббз

Роджер К.Холл - начальник отдела концепций перспективных систем центра по разработкам бронетанковой техники.

Скотт Д.Карккейнен - старший инженер по механическому оборудованию отдела концепций перспективных систем центра по разработкам бронетанковой техники.

Роберт Х.Доббз - президент ассоциации Доббз.

Доклад получил одобрение шестнадцати специалистов ТАСОМ, TARDEC, PEOASM, DCSOPS.

Этот документ является докладом о стратегии сухопутных войск  США в области работ по созданию основного боевого танка. Он  охватывает  технологии перспективной конструкции и производства, необходимые для создания танков  будущего, обладающих высокими тактико-техническими характеристиками, обеспечивающими  снижение массы от  30  до 50 %,  лучшую живучесть и доступность приобретения  по  стоимости. В нем также подробно  рассматриваются пути перехода от  современного  танка М-1 "Абрамс" к перспективному танку с высокими ТТХ.

  Живучесть, снижение массы и доступность всегда являлись основными соображениями при разработке боевых машин. К сожалению,  они традиционно были противоречивыми, так как повышенная живучесть означала использование большего и более тяжелого  бронирования. Танк М-1А2 является машиной в большой степени исчерпывающей возможности ее создания, имеющей отличительные черты в областях живучести, поражающего действия и подвижности. Однако он достаточно тяжел, что неблагоприятно  влияет на его готовность к  развертыванию  и  способность  к длительным действиям.

Разработки ряда областей технологий сулят  более  сбалансированный полный подход к конструкции танка будущего. Основные успехи  ожидаются в технологиях, воздействующих на живучесть машины, поражающее действие ее вооружения, подвижность, методы командования и управления и на производство.

Представленный в общих чертах в этом докладе план является всесторонним, структурированным, фокусирующимся на новых технологиях планом, но он также признает и реальности имеющихся возможностей. В плане признается решающая роль, которую играет промышленность в разработке технологий, элементов, подсистем и систем, а также в их производстве. В этом докладе рассматриваются специальные стратегии, отдельные программы и намечаются направления работы по созданию технологий, необходимых для достижения намеченных целей.

Доклад   предусматривает   обеспечение равновесия между мероприятиями по модернизации современных систем, по сохранению промышленной базы и по развитию научно-технической базы для "облегчения - снижения характеристик объектов БТТ по массе и обеспечения скачка вперед". Перспективы достижения намеченных рубежей не вызывают благодушного настроения, имеются сомнения и тревоги. Современные программы сухопутных войск США не уделяют достаточно внимания всем требуемым технологиям, важным для разработки танка будущего. Ограничения бюджетных средств диктуют необходимость выбора первоочередных, определяющих достижение основных целей, технологий. Современный план сухопутных войск по созданию нового танка основан на требовании обеспечения "Замысла боя", выполнение которого должно быть гарантировано программой концентрации технологий и усилий по разработке.  Организация будущих вооруженных сил должна обеспечивать их эффективность, современность и доступность по средствам. Сухопутные войска планируют оценить и оптимизировать конструкцию будущей системы и определить уровень требований по ее производству, материально-техническому обеспечению и финансированию путем  проведения комбинированных испытаний, моделирования и показов технологий.

I. Введение

Сухопутные войска США исследуют перспективные технологии, которые могут быть использованы в конструкции и при производстве танка будущего с высокими ТТХ, сосредотачивая внимание на экономии массы на 30-50%. В этом  докладе рассматриваются вклад промышленности и план действий по разработке технологий.

Перспективные технологии

Достижения в  одной  технологии, даже если они достаточно значительны, редко приводят к заметному "скачку вперед" в работе всей боевой системы. Многочисленные технологии, рассматриваемые в этом докладе, являются технологиями, которые будут необходимы для достижения скачка в характеристиках танка будущего.

К сожалению, при создании будущей системы уровень угрозы и темп разработки технологии не могут быть точно спланированы на 20 лет вперед. Поэтому современная стратегия сухопутных войск США  заключается в сохранении жизнеспособности промышленной базы, сохранении боеспособности существующих бронетанковых войск (при продолжении осуществления мероприятий по совершенствованию танка "Абрамс"), при концентрации в то же время усилий на разработке  технологий  для  обеспечения достижения ряда возможных результатов программы по танку будущего.

Продолжающееся

 развитие танка

Оценка  современной  угрозы и бюджет сухопутных войск США свидетельствуют, что разработка и принятие нового танка на вооружение не произойдут, или не  будут возможны, ранее 2010 года. В течение этого периода времени предполагается непрерывное осуществление модернизации и совершенствования танков серии  "Абрамс" М-1 в направлении повышения поражающего действия, живучести и совершенствования возможности командования и управления. Эти совершенствования совместно с программами продажи военной техники и имущества иностранным государствам, а также выполнением программы по бронированной артиллерийской системе (AGS), программ по передовой системе полевой артиллерии (AFAS) и будущей бронированной машине пополнения запасов (FARV) помогут сохранить базу по производству боевых машин до тех пор, пока в производство не поступит новый перспективный танк.

Модернизации танков "Абрамс"

Конструкция танка "Абрамс" все еще имеет значительный  потенциал развития его свойств сверх уровня современного серийного варианта. Использование электронной системы на базе цифровой обработки данных в танке М-1А2 подготовило его к принятию усовершенствований в объединенной системе командования и управления (САС2), объединенной системе управления огнем и автоматизированной системе защиты, как только они поступят в достаточном количестве для установки их в танки. Усовершенствования в гусенице, прицелах, боеприпасах, системе опознавания "свой-чужой", воздухоочистителях двигателя и конструкции вспомогательной силовой установки, среди прочих систем, должны быть также доступными и  осуществимыми. Модернизация в этом   направлении обеспечит танку "Абрамс" значительный скачок вперед в эффективности по сравнению с первоначальной конструкцией танка М-1 ко времени, когда может быть начата техническая разработка танка будущего с высокими ТТХ. Это доступный, отвечающий критерию "стоимость-эффективность" путь, продиктованный планируемыми возможностями исследований и разработок. Он обеспечивает время для разработки высокопотенциальных технологий, необходимых для  создания электрической пушки, устройств получения разведывательной информации техническими средствами (AI) и средств активной системы защиты (ADS). Эти новые технологии позволят создать более легкий, значительно более боеспособный преемник танка "Абрамс".

Перспективные технологии должны иметь достаточный уровень разработки к 2005 году, чтобы с этого времени начать разработку танка меньшей массы с высокими ТТХ. Однако успехи технологической базы  будут лишь одним из факторов, лежащих в основе решения об осуществлении этой цели. Выбор между продолжением модернизации основных систем танка "Абрамс" (создание модификаций М-1А3) и разработкой нового основного   боевого танка  будущего (FMBT) будет определяться наличием угрозы и финансовых средств.

Тщательная оценка значительности увеличения угрозы в будущем

Непрерывный рост основополагающих технологий со временем в недалеком будущем вызовет необходимость  разработки  полностью  нового основного боевого танка, что позволит сохранить преобладающий уровень  боеспособности против потенциальных противников. Разработка будущего основного боевого танка потребует полного использования вновь разработанных технологий. Однако угроза того времени может не оправдать стоимости такой разработки. Поэтому, как  уже говорилось, спектр вариантов разработки танка будущего является неотъемлемым элементом  целесообразного  плана.

Танк М-1А3

Одним из вариантов планирования работ предусматривается полная реконструкция танка М-1А2, в которой будут использованы некоторые перспективные технологии. Однако результатом этой реконструкции останется машина массой 68-70 т. Такой подход будет компромиссом, обусловленным выделенными средствами.

Танк М-1А3 мог бы обеспечить большее  совершенствование при несколько больших капиталовложениях, чем модернизация танка до уровня серии М-1А2. Он мог бы включать усовершенствования, уже принятые на вооружение в  танках серии М-1А2.  Современная  концепция  танка

М-1А3 предусматривает установку легкой пушки ХМ-291  (или более поздней разработки),  использование усовершенствованных боеприпасов и автомата заряжания. Вероятно, танк  этой модификации будет иметь сокращенный экипаж. Его возможности действовать в боевых условиях в составе группы войск, обнаруживать и уничтожать противника на больших дальностях будут улучшены за счет использования сочетания датчиков и усовершенствованной системы управления огнем. Живучесть такого танка будет повышена за счет управления сигнатурой и усовершенствованной брони. Сочетание гидропневматической системы подвески, легкой гусеницы и улучшенной силовой установки повысит его подвижность.

Основной  боевой  танк  будущего (FMBT)

 (производство в 2010 г.)

Новый более легкий (то есть более готовый к немедленному развертыванию/транспортабельный) танк, получивший обозначение FMBT, может быть создан в  пределах 2010 г.  К тому времени может быть  осуществима разработка танка FMBT в  диапазоне массы 40-50 т  с приемлемой живучестью. Одним из основных ключевых моментов достижения этой цели является его "гибридная  живучесть", определяемая успехами, достигнутыми в  таких технологиях, как система активной защиты (ADS), снижение сигнатуры, более легкие конструкции (из композиционных материалов или титана). Система основного вооружения с повышенной эффективностью, увеличение дальности действия электронно-оптических приборов, сочетание датчиков, более компактная силовая установка и высокоэффективная по массе  броня, определят  тот  уровень, который фактически может быть достигнут к 2010 г.

Танк FMBT будет оснащен усовершенствованными рабочими местами для членов экипажа с дисплеями и органами управления, которые обеспечат танковому экипажу возможность быстро воспринимать большой объем информации и реагировать на него. Важной частью этой концепции  являются автоматизация многих функций экипажа и компьютерная обработка потока информации, возникающего в боевой обстановке как между машинами, так и внутри машины. Основным вооружением танка будущего может быть либо усовершенствованная обычная танковая пушка, либо электротермическохимическая пушка (ETC), которые обеспечивают лучшую пробивную способность и большую дальность действия.

Электрический основной боевой

танк будущего (FMBT-Е)

(производство в 2015 г.)

Кроме концепции разработки танка FMBT, существует потенциальная возможность разработки полностью электрического танка (FMBT-E), который будет обеспечивать подлинно опережающие возможности. В качестве основного и вспомогательного оружия танка по этой концепции предусматривается использовать электромагнитные рельсовые пушки, способные запускать снаряды с высокими скоростями. Более высокие начальные скорости увеличивают кинетическую энергию (КЕ) снаряда, обеспечивая значительно большую энергию пробития преграды. Первоначальная энергия для выстрела используется от сгорания дизельного топлива, размещаемого в топливных  баках, а не от пороха, находящегося в комплекте каждого снаряда. Этот фактор обеспечивает потенциальную возможность увеличения количества снарядов основного орудия, перевозимого в боеукладке танка FMBT-E. Электромагнитный пулемет будет иметь большую дульную энергию, чем современный пулемет, что сделает его значительно более грозным оружием. Такие системы оружия в сочетании с перспективными системами управления огнем и объединением их в единый комплекс с  "горизонтальной технологией информационного обеспечения" ("информационная супермагистраль", обеспечивающая обмен и переработку информации в сети подразделений) на поле боя, позволят   экипажу танка FMBT-E успешно вести боевые действия на значительно больших дальностях и значительно повысят его живучесть. Система обеспечения электрической энергией, необходимой для  электромагнитного вооружения, может также питать систему "электрической брони" (электромагнитную систему защиты танка). Это еще больше повысит живучесть танка при сравнительно малой массе. Исключение пороховых зарядов из  системы вооружения (ее боеприпасов) также  приведет к повышению живучести и значительно снизит эксплуатационные/учебные затраты на боеприпасы.

Танк FMBT-E не только обеспечит подлинно передовые тактико-технические характеристики по сравнению с  современными танками, но его компоновка позволит легко использовать дальнейшие успехи в технологии. Что касается подвижности, то современная гидромеханическая трансмиссия будет заменена системой электрического привода, которая значительно больше совместима с коммерческой технологией и позволит снизить затраты на закупку новой  техники. Ожидается, что основной силовой установкой  танка FMBT-E будет усовершенствованный дизельный или газотурбинный двигатель (1500 л.с.+), который должен быть легко приспособляем к более перспективным электрохимическим генераторам первичной (для пушки) энергии. Дальнейшее повышение подвижности по пересеченной местности будет достигнуто за счет использования системы активной электрической подвески.

III. Наука и технология систем ближнего боя

Наука и технология сухопутных войск США по системам ближнего боя всегда направлялись противоречивыми требованиями   лучшей  живучести,  ограничений массы и доступности по уровню финансирования. При этом считалось, что совершенствование во всех других областях конструкции боевой машины (поражающего действия, командования и управления, подвижности) вносит вклад  в совершенствование живучести. Однако в прошлом большинство усовершенствований в технологии боевых машин осуществлялось за счет увеличения стоимости и (или) массы. Для разрушения такого шаблона в перспективном планировании по науке и технологии должно быть предусмотрено  при разработке и производстве новой техники использование новейших достижений и новаторских  решений. Примерно  90% затрат по жизненному циклу (LCC) системы определяются к концу этапа разработки ее технологии, когда затрачено только  10% стоимости ее жизненного цикла. Следовательно, к оценке уровня предстоящих финансовых затрат и технологической пригодности  разрабатываемой системы следует обращаться на ранней стадии цикла разработки. Объединение результатов разработок по этапам "функциональной конструкции" и  "производственной технологии" перед началом работ по этапу "конструкция для производства" должно начинаться с использования результатов разработки элементов и подсистем. Целью такого подхода является снижение расходов на эксплуатацию и техническое обслуживание за счет снижения численности экипажа, повышения надежности и сокращения расходов на предметы потребления (то есть топливо и боеприпасы). Важным элементом разработки является также факт большего использования коммерческой производственной базы. По этим критериям оценивается потенциал внедрения технологий.

Одной из задач разработки технологии танка будущего является правильный выбор направления работы и оценки возможных изменений угрозы. Чтобы разработка технологии сосредотачивалась на гарантии эффективного использования имеющихся ресурсов, необходимо осуществить моделирование возможностей опытных образцов в сочетании с  разработкой  и испытанием опытных шасси. Такой подход вносит методы объединения и производства систем в разработку будущих систем на ранней стадии процесса.

Действие разработанных технологий рассматривается в контексте одного из четырех основных свойств конструкции боевой машины (поражающего действия, живучести, командования и управления и подвижности). При этом имеется в виду, что одна определенная технология часто работает на более чем одно основное свойство конструкции.

Поражающее действие

Самым значительным средством обеспечения живучести боевой машины на поле боя является ее способность первой уничтожить противника. С этой позиции наибольшая потенциальная  возможность совершенствования  характеристик боевой машины заключена в совершенствовании систем вооружения в направлении увеличения дальности и вероятности поражения цели. Одним из видов вооружения, отвечающим заданным требованиям, является  электромагнитная пушка, существенно увеличивающая дульную энергию снаряда, дальность стрельбы, сокращающая время полета снаряда, увеличивающая вероятность попадания и поражения цели и снижающая сигнатуру стреляющего объекта. Исключение элементов боеприпасов, в которых используются метательные взрывчатые вещества, повышает живучесть объекта и уменьшает бремя материально-технического   обеспечения.

Научно-технологическое учреждение по вооружению имеет решение многих из наиболее критических проблем, определенных в 1989 г. в обзоре технологии электромагнитных пушек  Управления перспективных исследований и перспективного планирования НИОКР МО (ARPA) ("Разработка Хардисона"). Среди них - проблема срока службы рельсовых направляющих и эффективность выстреливания. Это одна из самых многообещающих технологий, но пока существуют и сложные технические проблемы, которые должны быть решены до того, как будут изготовлены реальные системы электромагнитных пушек. Предположительно, некоторые из них не будут даже определены до тех пор, пока не будет изготовлен и испытан технологический демонстрационный макет.

Технологический демонстрационный макет электромагнитного вооружения необходим для конкретной разработки технологий электрической пушки и агрегатов генерации/накопления энергии, потребных для создания такой системы. Это оружие должно быть оснащено очень компактной высокомощной системой генерации и управления электрической энергией, которая может быть размещена на реальном шасси машины. Работы в этом направлении должны быть осуществлены в ближайшее время, так как перспективная технология должна быть пригодной для программы разработки танка с высокими ТТХ в 2010 году.

Системы управления огнем танка будущего должны обеспечивать улучшенную возможность наблюдения во всехусловиях эксплуатации, осуществления обнаружения целей и определения очередности их поражения на увеличенных дальностях в полуавтоматизированном режиме, что позволит снизить рабочую нагрузку экипажа и сократить время наведения оружия на цель. Для осуществления намеченных целей потребуется объединение целого ряда технологий, таких как боевая система защиты (CPS), обобщение данных по обнаружению целей, автоматический поиск, автоматическое сопровождение целей, определение очередности поражения целей,  использование ИК прицелов переднего обзора (FLIR) второго поколения, опознавание боевых машин на поле боя (система "свой-чужой"), обеспечение возможности обнаружения нескольких целей и усовершенствованная система обработки сигналов. Применение перечисленных технологий и объединение их с другими разрабатываемыми технологиями при использовании глобальной системы определения местонахождения машины (GPS), значительно снизит рабочую нагрузку на экипаж и повысит поражающее действие вооружения танка и его живучесть.

Живучесть

В то время, когда при обсуждении вопроса повышения живучести танка доминировали требования к его маневренности, которая будто позволяла уклониться от обнаружения и попадания, тяжелое бронирование его продолжало оставаться реальностью. Практический предел массы боевых бронированных машин  достигнут, если не превзойден. В настоящее время технология перспективных систем вооружения продолжает направлять разработку машины будущего на снижение возможности ее обнаружения для достижения приемлемой живучести. Успехи, достигнутые в технологии материалов, обещают практическую альтернативу и современной броне, защищающей от поражения  огнестрельным оружием. Требование улучшения стратегической мобильности побуждает необходимость и дает стимул для снижения массы и существенных изменений в философии конструкции танка.

Предпринимается попытка создания технологического демонстрационного макета для проведения оценки технической  осуществимости объединения технологий с целью обеспечения возможности уклонения от попадания. Против нанесения ударов сверху  и горизонтальных ударов предполагается использовать систему датчиков, меры противодействия и активную защиту. Осуществление такого подхода считается необходимым для противодействия распространению на поле боя самонаводящихся боевых средств.  Кроме обеспечения таких возможностей, одной из главных проблем является разработка технологии активной защиты, предусматривающей возможность своевременного обнаружения и уничтожения на подлете снарядов кинетического действия.

Объединенный показ возможности использования перспективных композиционных материалов, технологии управления сигнатурой и легких типов брони начат с демонстрации макета бронированной машины из композиционных материалов. Эта программа является сердцевиной направления исследований сухопутных войск США с целью снижения массы боевых машин будущего. Основное внимание в этой программе уделяется определению степени влияния мероприятий по снижению массы машины из композиционных материалов и снижения возможности ее обнаружения на живучесть, возможности производства, ремонтопригодность и конструкционную защищенность.

Командование и управление

"Задымление и неразбериха" в бою легендарны. Современные приборы наблюдения могут позволять вести наблюдение сквозь дым в достаточной степени, но ликвидировать недостаток информации, зависящий от  "неразберихи" не могут. Имеющиеся на вооружении приборы наблюдения помогли коалиционным вооруженным силам обеспечить подавляющее преимущество в операции "Буря в пустыне" над армией Ирака. Разрабатываемая в настоящее время технология командования и управления боевыми машинами (CVC2) и командования и управления  объединенными силами войск (САС2) еще больше улучшит возможность получения визуальной информации экипажем и исключит причины, вызывающие замешательство. Улучшенная в огромной степени координация действий отдельных машин и подразделений во время боя обеспечит машинам будущего самый большой скачок в эффективности по сравнению с предыдущим ростом, испытываемым когда-либо войсками.

Демонстрационный технологический макет объединения рабочих мест экипажа будет отражать возможность осуществимости сокращения численности экипажа за счет разработки перспективного рабочего места. В этом демонстрационном макете будут использоваться перспективные дисплеи и органы управления для обеспечения членам экипажа возможности быстро осознавать большой объем информации и легко реагировать на него. Для уменьшения рабочей нагрузки большая часть функций экипажа, обмен информацией по внутренней связи в машинах и процесс связи между машинами будут автоматизированы.

Хотя случаи уничтожения  боевых объектов своих войск не являются новостью на поле боя, уроки полученные во время операции "Буря в пустыне", выделили их в самостоятельную проблему. Имеются программы по доработке существующих технологий и по разработке новых решений в области опознавания
"свой-чужой" (IFF). Будут рассматриваться как активные/коллективные системы опознавания целей, так и скрытые засекреченные активные/индивидуальные системы.  Решение этой проблемы будет направлено на обеспечение безопасности наземных и воздушных объектов вооружения, а также спешенных войск.

Подвижность

Эффективные системы двигателей с более высокой удельной мощностью  являются определяющими для снижения массы танка. Большая экономичность и эффективность уменьшают объем топлива, которое должно перевозиться. Более высокая удельная мощность уменьшает объем забронированного пространства для двигателя  и таким образом снижает общие габариты и массу танка. Более легкие конструкции и материалы, такие как композиционные, непосредственно уменьшают массу системы. Усовершенствованные системы подвески обеспечивают танковым войскам лучшую тактическую мобильность, повышая их способность первыми наносить удар, одерживать решительную победу и выживать. Многие будущие технологии, совершенствующие подвижность, обещают значительную экономию средств в случае существенно большего использования коммерческой базы разработки и производства.

Новая программа создания макета, демонстрирующего подвижность, будет использована для показа и оценки технической осуществимости перспективных элементов, определяющих подвижность объекта, удовлетворяющих требованиям по габаритам, массе и характеристикам облегченных, обладающих высокой боеготовностью и приемлемых по стоимости боевых машин будущего. Технологии, подлежащие оценке, включают систему электрического привода, легкую гусеницу, полуактивную систему подвески, обеспечение энергией электромагнитной пушки и перспективную технологию двигателя, обеспечивающую более высокую удельную мощность, больший срок службы и меньший расход топлива.

IV. Выводы

В Соединенных Штатах имеется исчерпывающий план совершенствования существующего и разработки будущего танка с высокими передовыми ТТХ.

Программа сухопутных войск США по  производственной базе для танка будущего направлена на  обеспепечение  боевой готовности современных сил путем периодических модернизаций танков, находящихся на вооружении, и сохранения опорной производственной танковой базы для обеспечения будущих потребностей. Определены направления разработок и ведутся работы по самым перспективным технологиям, которые позволят более просто осуществить разработку танка будущего с высокими ТТХ, обладающего лучшей живучестью и более доступного по средствам. Этот план требует сотрудничества правительства и промышленности, причем, промышленность выполняет большую часть работы. Как показано в этом докладе, в процессе разработки технологий планируется  создание демонстрационных макетов для руководства и оценки технологии.

Сухопутные войска США будут продолжать контролировать угрозу и успехи разработки технологий, как военных, так и коммерческих. Вся программа будет соответственно корректироваться для отражения влияния любых изменений в угрозе или финансировании.

Особое внимание  в области техники будет уделено разработке самых перспективных новых технологий с целью обеспечения наших солдат самым боеcпособным и, по возможности, господствующим танком будущего. В экономической области основное внимание будет уделяться методам двойного подхода - поддержке промышленной базы и использованию разработок, осуществленных в коммерческом секторе.

Roger K. Halle, Scott D. Karkkainen,  Herbert   H. Dobbs

Future Tank Development Strategy.

13 May 1994.

Battlefield  Systems International Exhibition & Gonference,

June 7th-9th, 1994

Chertsey, Surrey, UK