Первая часть
Танк «К»
Тяжёлый танк «Объект 701» (на стадии эскизного проекта – танк «К»), был разработан по инициативе СКБ-2 ЧКЗ в период с июля 1943 г. по февраль 1944 г. согласно тактико-техническим требованиям, основанным на анализе потерь советских танков в Курской битве. Конструкторское бюро ЧКЗ пыталось создать свой новый танк в кратчайшие сроки. Уже 10 декабря 1943 г. эскизный проект был представлен на рассмотрение наркому танковой промышленности В.А. Малышеву. Несмотря на то, что весной 1944 г. Малышев запретил разработку новых тяжёлых танков из-за низкого качества изготовления ИС-2, КБ под руководством заместителя главного конструктора завода Н.Л. Духова при поддержке директора ЧКЗ И.М. Зальцмана продолжало проектирование «Объекта 701».
Технический проект был готов в марте 1944 г. и, после одобрения в ГБТУ КА, 8 апреля Сталин подписал постановление ГКО об изготовлении опытных образцов (на самом деле ЧКЗ несанкционированно начал изготавливать танки раньше официального постановления). Опытный цех завода полностью переключился на изготовление «Объекта 701», и ресурсов на совершенствование конструкции серийного ИС-2 уже не оставалось. Опытный образец «№0» был изготовлен в первых числах апреля 1944 г., и уже 10 апреля начались его заводские испытания. К августу 1944 г. завершились испытания машин «№1» и «№2», в том же месяце бронекорпус «Объекта 701» прошёл испытания обстрелом на полигоне в Кубинке.
«…превосходящим по броне все существующие отечественные танки»
Общая схема построения корпуса «Объекта 701» создавалась по технологиям 1943 г., и, за исключением корытообразного днища, получилась весьма традиционной: вертикальные борта толщиной 160 мм, над которыми устанавливались горизонтальные листы подкрылка и верхние наклонные части борта в двух вариантах: 120-мм под углом 30° либо 160-мм под углом 21°. Кормовая часть составлялась из нижнего, среднего и верхнего 120-мм листов. Два съёмных 30-мм листа над моторным и трансмиссионным отделениями крепились на болтах. Сварные соединения «Объекта 701» отличались большей стойкостью, чем у других советских танков того времени.
Слабым местом в конструкции бронекорпуса была кормовая часть с трансмиссионным отделением в виде отдельного, приваривавшегося к основной части короба. На испытаниях обстрелом бронекорпусов опытных танков эта конструкция показала низкую живучесть и недостаточную прочность сварных соединений; под сосредоточенным обстрелом вертикальное стыковое соединение бортов и кормовой части расходилось вплоть до полного отделения кормы от корпуса!
Клиновидная носовая часть корпуса составлялась из верхней 120-мм плиты под углом 61°, нижней толщиной 160 мм под углом 20° и двух 120-мм скуловых листов под углом 55°. В целом такая конструкция повторяла решения, применённые на ИС-2 и ИС-6 со срезанными углами на верхней лобовой плите: с исключением из состава экипажа стрелка-радиста отпала необходимость в ВЛД на всю ширину корпуса, т.к. механик водитель располагался по центру машины, и появилась возможность уменьшить внутренний объём отделения управления для экономии массы.
Классическая для советских танков компоновка «Объекта 701» с кормовым расположением двигателя и трансмиссии создавала серьезную проблему по бронестойкости носовой части: смещённая к носу башня не оставляла места для размещения люка механика-водителя на крыше отделения управления. На стадии эскизного проекта конструкторы не стали повторять ошибок своих конкурентов из КБ Опытного завода №100 (неудачная конструкция люка мехвода «Объекта 252/253» по типу Т-34), и решили упразднить люк отделения управления, как это было сделано на танке ИС-2.
Решив одну проблему, инженеры столкнулись со следующей: верхняя лобовая деталь «Объекта 701» располагалась под большим углом к вертикали, что создало трудности с расположением смотровых приборов водителя. В отличие от первоначального проекта «К», смотровые приборы опытных танков 701 располагались не в подбашенном листе, а в специальной накладке на верхней лобовой детали. В т. н. «коробке водителя» размещались два перископических прибора МК-4, центральная смотровая щель с триплексом, а также смотровой лючок для вождения «по-походному». С небольшими изменениями коробка водителя перешла и на серийные ИС-4.
Башня с «заманом»
В конструкции башни также применялись традиционные решения. Литая башня с «заманами» (обратными подворотами) имела максимальную толщину маски пушки до 400 (!) мм, бортов до 170 мм, кормовой части до 160 мм. Высокий уровень защиты башни в лобовой проекции был серьёзно ослаблен передней частью крыши: съёмный 30-мм лист, предназначенный для демонтажа пушки, крепился на болтах. На противоснарядной стойкости всей конструкции отрицательно сказывался большой размер подвижной бронировки пушки.
Характерной особенностью башни «Объекта 701» была развитая кормовая ниша со снарядными боеукладками в виде специальных кассет. Помимо удобного расположения всех снарядов в одном месте, кормовая ниша существенно снижала момент неуравновешенности, что положительно сказывалось на скорости переброса башни и снизило усилия на механизме горизонтальной наводки.
Низкопрофильная литая башенка в крыше башни не имела смотровых приборов для кругового обзора, и командир был вынужден пользоваться двумя перископами МК-4 во вращающемся бронеколпаке. Заряжающий также имел по два таких прибора, наводчик – только один.
Использование одного и того же перископа для всех членов экипажа объясняется отсутствием современных отечественных приборов наблюдения: МК-4 был советской копией английского MK-IV – изобретения польского инженера Рудольфа Гундляха, производившегося британскими фирмами по лицензии. Трофейные приборы с польских танков попали на изучение в СССР ещё в 1939 г., но массово использовать их стали только с 1943 г., после ознакомления с британскими танками, поставленными в РККА по ленд-лизу.
МК-4 был простым и надёжным призматическим перископом, в случае повреждения его можно было снять изнутри танка и заменить запасным. В то же время наблюдение за полем боя через такой прибор было возможно на дистанции не более 1,5 км; измерение дальности конструкцией не предусматривалось, что было критически важно для командира танка.
Впоследствии на серийных ИС-4 командир использовал бинокулярный перископ ТПК-1 переменного x1/x5 увеличения, с дальностью видения до 3 км. Командир мог использовать систему грубой предварительной наводки на цель с помощью собственного пульта управления.
На первых опытных танках наводчик и командир находились справа, а заряжающий – слева. Такое расположение членов экипажа было обусловлено установкой новой артсистемы С-34 в двух вариантах (калибра 122 мм и 100 мм), разработанной в ЦАКБ НКВ в начале 1944 г. на основе корабельного орудия Б-34. Большими преимуществами 100-мм пушки С-34-1 была система продувки канала ствола после выстрела, удобное расположение заряжающего под правую руку, унитарный боеприпас, большой возимый боекомплект из 41 выстрела и отсутствие дульного тормоза. Второй вариант С-34 калибра 122 мм имел баллистические характеристики, почти идентичные серийной Д-25Т, раздельно-гильзовое заряжание и боекомплект в 30 выстрелов.
По результатам испытаний в конце 1944 г. было решено использовать в танке 701 проверенную в боях и освоенную в производстве Д-25Т без системы продувки орудия после выстрела. Бронебойный снаряд Д-25Т пробивал вертикальную броню толщиной до 170 мм на дальности 1000 м, на 2000 м – 145 мм, что было вполне достаточно для борьбы с немецкой тяжёлой бронетехникой. Углы вертикальной наводки пушки были весьма ограничены и составляли от -3° до +19°. С пушкой был спарен пулемёт ДТ калибра 7,62-мм. На серийных ИС-4 пулемёт ДТ был заменён на 12,7-мм ДШК, ещё один ДШК был установлен в зенитной турели над люком заряжающего.
В приливе башни справа от орудия устанавливался телескопический шарнирный прицел ТШ-17 x4 увеличения с полем зрения 16°, жёстко связанный с пушкой головной частью и с закреплённой на башне окулярной частью. Головную и окулярную часть связывал шарнирный механизм. ТШ был создан в 1943 г. на основе немецкого телескопического шарнирного прицела TZF-1a. Недостатки предыдущих советских разработок (низкая надёжность, недостаточная кратность увеличения, ошибки в передаче углов от пушки к линии визирования) в прицелах типа ТШ отсутствовали.
В серийных ИС-4 использовался прицел ТШ-45 x3,5/x7 увеличения с полем зрения 18°/9°, установленный слева от орудия Д-25Т, с отверстием объектива в подвижной бронировке башни.
Важным нововведением, значительно облегчающим работу экипажа (особенно заряжающего), был вращающийся вместе с башней пол боевого отделения. Кроме того, вращающийся полик обеспечивал дополнительную защиту экипажа в случае пробития и разрушения тонкого (30 мм) корытообразного днища танка. Рабочие места командира, наводчика и заряжающего находились на одном уровне с хорошо защищёнными бортами корпуса танка.
После испытаний обстрелом летом 1944 г., показавших удовлетворительные результаты (броня не пробивалась снарядами немецких 75- и 88-мм орудий с начальной скоростью 1000 м/с под курсовыми углами ±60° по корпусу и ±30° по башне), конструкция бронекорпуса и башни «Объекта 701» претерпела существенные изменения. Толщина брони верхнего лобового и скуловых листов была увеличена до 140 мм, толщина бортов башни возросла до 200 мм; максимальная толщина брони в кормовой части танка была уменьшена до 100 мм; высота бортов была уменьшена на 83 мм. Новые бронекорпус и башня обеспечивали защиту от бронебойных снарядов калибра 128 мм с ударной скоростью 800 м/с. Сохранить изначальную массу танка в 56 тонн с новой конструкцией бронекорпуса не удалось, масса серийных ИС-4 возросла до 60 тонн.
Выжать максимум мощности из В-2
Чтобы удовлетворять заданным ТТТ, танку 701 требовался новый дизельный двигатель мощностью не менее 800 л.с. Производившиеся на тот момент многочисленные модификации четырёхтактного V-образного 12 цилиндрового двигателя В-2 подошли к пределу по наращиванию мощности без значительных изменений в конструкции (В2-ИС мог развивать мощность не более 520 л.с.).
В 1943–44 гг. в СКБ-75 ЧКЗ разработали форсированную модификацию В-2 под индексом В-12. Чтобы увеличить мощность двигателя, потребовалось увеличить частоту вращения коленчатого вала, а также повысить количество топлива, подаваемого в цилиндры за каждый цикл. В таком режиме для сгорания топливной смеси требовалось большее количество воздуха. Повышение давления подаваемого в цилиндры воздуха (наддув) удалось обеспечить установкой приводного центробежного нагнетателя от авиамотора. Однако увеличение частоты вращения коленчатого вала привело к серьёзным проблемам, связанным с ухудшением смазки трущихся деталей, большими динамическими и тепловыми нагрузками на подвижные детали двигателя. Поэтому получить мощность более 750 л.с. на В-12 не удалось.
Для очистки воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, был выбран серийный двухступенчатый воздухоочиститель «Мультициклон». Эти воздухоочистители могли работать не более 6 ч, после чего требовалась их промывка, во время обслуживания работа двигателя была невозможна. Работа воздухоочистителей «Мультициклон» с новым двигателем не прошла необходимых проверок, это стало одной из причин низкой надёжности двигателей В-12 на серийных ИС-4.
3 основных внутренних топливных бака общей ёмкостью 450 л обеспечивали запас хода всего в 140 км в благоприятных дорожных условиях. В топливную систему были включены ещё 4 наружных бака ёмкостью 360 л, с ними можно было проехать до 250 км. Первоначально они располагались по бортам на надгусеничных полках, затем их перенесли на кормовые подкрылки, чтобы защитить от обстрела.
По типу танка «Пантера»
По мере форсирования вероятность перегрева двигателя возрастает; теплоотдача в охлаждающую жидкость увеличивается. Танку 701 потребовалась совершенно новая система охлаждения. В связи с отсутствием эффективных отечественных решений конструкторы взяли за основу систему охлаждения немецкого танка «Пантера» с горизонтальной установкой двух осевых вентиляторов и симметричных радиаторов в двух изолированных от двигателя отсеках. Бортовые ниши защищали моторный отсек от пыли. Кроме того, при попадании коктейля Молотова на крышу моторно-трансмиссионного отделения танк с изолированными отсеками не мог загореться.
Существенным недостатком вентиляторной системы охлаждения танка 701 были большие потери мощности двигателя (10–15%) на приводы вентилятора от редуктора через карданные валы. Как показали дальнейшие практические испытания, система охлаждения ИС-4 требовала длительной доводки и лабораторных исследований для эффективной работы.
Зайчик-Кристи
Удельная мощность «Объекта 701» была довольно низкой – ≈12 л.с./т. Обеспечить машине массой почти 60 тонн хорошую подвижность с использованием трансмиссии по типу ИС-2 было невозможно. В поисках подходящего решения конструкторы КБ ЧКЗ остановились на системе трансмиссии с механизмом поворота типа «ЗК» (ЗК – по фамилиям создателей), разработанной профессорами МВТУ им. Баумана Г.И. Зайчиком и М.К. Кристи для лёгкого танка Т-38 в 1935-1936 гг.
Механизм поворота типа «ЗК» позволял снизить затраты мощности двигателя на поворот, обеспечивая создание тормозной силы без участия тормозов. При повороте крутящий момент на ведущих колёсах увеличивался автоматически, что позволяло поворачивать танк на любой доступной передаче. Благодаря автоматическому уменьшению скоростей обеих гусениц (скорость отстающей гусеницы уменьшалась больше, чем у забегающей), тяговые усилия на гусеницах при повороте резко увеличивались. Радиус поворота зависел от того, насколько сильно был загружен двигатель и на каких передачах осуществлялось прямолинейное движение. Недостатком механизма поворота «ЗК», по оценке конструктора танков Н.Ф. Шашмурина, была неустойчивость в управлении танком на спусках и скользком дорожном покрытии.
В танке 701 использовалась механическая планетарная трансмиссия совместной разработки МВТУ им. Баумана и КБ ЧКЗ. Все элементы трансмиссии кроме бортовых редукторов (КПП, конический реверс, планетарный мультипликатор, механизм поворота) монтировались в одном картере. Планетарный механизм перемены передач обеспечивал шесть скоростей вперёд, три назад и две нейтрали. Для смазки и охлаждения МПП использовалась циркуляционная масляная система под давлением. Для облегчения управления в механических приводах МПП использовались гидравлические сервомеханизмы.
Применение современной планетарной трансмиссии и механизмов поворота «ЗК» в сочетании с достаточно мощным двигателем позволило опытным танкам продемонстрировать на ходовых испытаниях отличные результаты: средние скорости движения оказались выше, чем у ИС-2 и не уступали Т-34-85; удалось достичь подвижности на уровне средних танков. Благодаря гидросервоприводам управлять танком 701 было легче чем другими советскими тяжёлыми и даже средними танками. Отмечалась быстрота и лёгкость переключения передач, а также небольшие усилия на рычагах.
Сохранились кадры с ИС-4М на ходу, для 60-тонной машины танк двигается весьма неплохо:
Существенными недостатками трансмиссии "Объекта 701" была сложность конструкции, высокая стоимость изготовления, громоздкость и большая масса (1200 кг, с приводами управления – 2745 кг). Многочисленные недоработки и дефекты трансмиссии сопровождали ИС-4 вплоть до окончания серийного производства.
Ходовая на пределе
В ходовой части «Объекта 701» использовались традиционные отработанные решения. Чтобы сохранить приемлемую проходимость при возросшем удельном давлении на грунт, конструкторы увеличили число опорных катков до семи на борт, а также спроектировали гусеницы шириной 720 мм (для сравнения, ширина гусеницы ИС-2 составляла 650 мм). Стальные опорные катки не имели ни внешней, ни внутренней амортизации, следствием чего стала повышенная нагрузка на подшипники. Качение таких катков по гусеницам сопровождалось сильными шумами и вибрацией. Не были предусмотрены и амортизаторы крайних узлов подвески. Для гашения ударов на первой, третьей, пятой и седьмой паре узлов подвески устанавливались ограничители хода балансиров. Ходовая часть не имела достаточного ресурса для дальнейшего увеличения массы танка, и впоследствии на более тяжёлых серийных ИС-4 это сказалось самым пагубным образом.
Продолжение
Источники и литература
- И.В. Павлов, М.В. Павлов, А.Г. Солянкин. Советские тяжёлые танки 1941–1945 гг. (Бронетанковый фонд)
- М.В. Коломиец. Тяжелый танк ИС-4 (Конструирование и производство)
- М.В. Коломиец. Супертанки Сталина ИС-7 и др. Сверхтяжелые танки СССР
- Триумф и трагедия тяжелых танков КВ. Под редакцией В.В. Гагина. Воронежский альманах
- ИС-4 (руководство, 1949)
http://armor.kiev.ua/wiki/index.php?title=ИС-4_(руководство,_1949) - Абрамов А.И. Эволюция танковых прицелов
http://btvt.info/3attackdefensemobility/suo_history.htm - ИС-4 Тяжелый танк
https://русская-сила.рф/guide/army/ta/is4.shtml
#объект701 #объект 701 #ис-4 #ис 4 #ис4 #советскиетанки #советские тяжелые танки #танки ссср
