ТЕХНИКА И ВООРУЖЕНИЕ вчера, сегодня, завтра

Научно-популярный журнал

Февраль 2013 г.

На 1 стр. обложки: основной танкТ-80БВ. Фото Д. Пичугина.

А. С. Ефремов, ветеран ОАО «Спецмаш»

Известно, что в боевой обстановке экипаж танка работает в напряженных и даже экстремальных условиях, обусловленных не только высоким эмоциональным напряжением, но и большими физическими нагрузками. Поэтому влияние «человеческого фактора», в немалой степени определяющего эффективность эксплуатации военно-гусеничных машин (ВГМ), должно оцениваться наряду с тактико-техническими характеристиками (ТТХ) боевой машины.

Если на первых этапах развития танкостроения ограничивались решением проблем приспособленности ВГМ к человеческой силе и выносливости, частичному улучшению физических факторов (снижению загазованности, чрезмерно некомфортной температуре), то позже стали приниматься комплексные решения эргономических проблем, особенно после Второй мировой войны.

С постоянно возрастающими требованиями к огневой мощи, защищенности и подвижности танков росла и необходимость совершенствования приспособленности экипажа к выполнению функциональных обязанностей, объединенных понятием эргономичности. Возникла даже прикладная наука — военная эргономика.

Термин «эргономика» (греч. ergon — работа, nomos — закон) применительно к ВГМ определяет такие показатели, как обитаемость и управляемость, обслуживаемость и дизайнерская проработка.

Необходимость уделять самое серьезное внимание указанным факторам подтверждена практикой, статистикой отказов и неисправностей при испытаниях и эксплуатации ВГМ. Установлено, что отказы танков вследствие ошибок экипажа составляют 30 % и более среди общего количества отказов. Особенно много неправильных действий экипажа (случайных включений и выключений тумблеров и кнопок) вызвано отсутствием должной внимательности при физических перегрузках и несовершенством рабочих мест. Это стало очевидным и проявилось на контрольно-войсковых испытаниях (КВИ), проведенных в 1970-х — начале 1980-х гг. в районах с экстремально низкими (в Сибири и на Дальнем Востоке) и высокими (Средняя Азия, пустыня Кара-Кум) температурами.

Таким образом, создание надлежащих условий обитаемости членов экипажа, обеспечение их длительной работоспособности при любых условиях окружающей среды является важнейшей задачей при разработке ВГМ.

Для современных отечественных танков стало характерным определенное несоответствие между возросшими ТТХ и психофизическими возможностями танкистов. Усложнились функциональные обязанности экипажа, появились управляющие функции, требующие более точной работы, увеличились психофизические нагрузки при решении боевых задач. Важную роль стал играть микроклимат обитаемых отделений ВГМ. Из-за выделения большого количества тепла ухудшились условия боевой работы, особенно в жарком климате. В этой обстановке биологические механизмы человека не в состоянии поддерживать необходимый теплообмен. Работоспособность членов экипажа резко снижается. Экспериментально установлено, что при неблагоприятном микроклимате внимание членов экипажа ВГМ может снизиться на 70 %, кратковременная память на цифровые символы — на 60 %, а время ответных реакций на световые и звуковые раздражители увеличивается на 5-10 %.

Значительное внимание проблемам военной эргономики традиционно уделяют за рубежом. Так, американские специалисты, которые, как известно, умеют хорошо оценивать экономическую эффективность военной техники, подсчитали, что выполнение эргономических требований на стадии разработки дешевле в 10 раз, чем на стадии испытаний, а при проведении модернизации — почти на два порядка. В США активно внедряют новшества, учитывающие согласованность человека с машиной.

В отечественном танкостроении, ориентирующемся на создании высокоманевренных и низкосилуэтных машин при круглогодичном и всепогодном их применении в любых географических и погодных условиях, превалирующее значение придается решению проблем защищенности, огневой мощи и подвижности. Хотя условия обитаемости и обеспечиваются нормированием параметров рабочей среды, медико-биологической защитой, недостаточно внимания уделяется пространственной организации рабочих мест, размещению оборудования и средств управления, выбору рационального уровня автоматизации систем управления, микроклимату и комфорту. Проблем много. Прежде всего, рассмотрим систему кондиционирования воздуха (СКВ), разработанную применительно к танку Т-80, который оснащен газотурбинным двигателем (ГТД).

Общие технические требования к бронетанковой технике учитывают экстремальные условия ее эксплуатации: температура воздуха — от -45 до +40 °C, относительная влажность — 98 %. С учетом этого танк Т-80 оборудован системой терморегулирования рабочих мест и фильтровентиляционной установкой (ФВУ).

Для расширения температурного диапазона рабочей среды, в которой танкисты могли бы эффективно выполнять боевые задачи, специалистами КБ-3 для танка Т-80 в 1970-х гг. была предложена система кондиционирования воздушного типа. Она включала бортовую систему обогрева и охлаждения и специальные индивидуальные жилеты.

При проектировании СКВ были сформулированы, экспериментально обоснованы и рассчитаны следующие исходные данные:

— расход воздуха в каждый индивидуальный жилет — 40–70 м³;

— минимальная температура воздуха на входе в жилеты в режиме охлаждения — 22 ±2 °C;

— максимальная температура воздуха на входе в жилеты в режиме обогрева — 30±2 °C;

— гидравлическое сопротивление жилета с разъемами (при расходе воздуха 40 м³ /ч) — не более 1,5 кПа.

Конструктивная схема СКВ в танке Т-80.

1 — теплый воздух; 2 — трасса горячего воздуха; 3 — трасса охлажденного воздуха; 4 — устройство для подачи воздуха в башню; 5 — турбохолодильник; 6- масляный радиатор трансмиссии; 7 — теплообменник над радиатором; в — фильтр; 9 — клапан электромагнитный; 10 — место отбора воздуха от ГТД; 11 — масляный радиатор двигателя; 12 — теплообменник над радиатором; 13 — заслонка регулирующая; 14 — трасса подачи воздуха в башню; 15 — запорные вентили.

Компоновочная схема системы кондиционирования в танке Т-80.

1 — воздухораспределители; 2 — двойной вентиль; 3 — воздушный фильтр; 4 — теплообменники; 5 — заслонка; 6 — циклон; 7, 8 — металлорукава в трассе системы охлаждения; 9 — блок заслонок; 10- турбохолодильник; 11 — влагомаслоотделитель; 12 — концевой трубопровод системы отопления.

Необходимая холодильная мощность кондиционера определялась из уравнения теплового баланса, где суммировались тепловой поток из окружающей среды, тепловыделения экипажа, аппаратуры и моторно-трансмиссионного отделения. Основной составляющей тепловой нагрузки на кондиционер является излучение из окружающей атмосферы, проходящее через корпус и башню танка.

Холодильная мощность кондиционера определялась при эксплуатации танка в пустыне, а тепловая мощность — в Забайкалье зимой. Суточное изменение температуры окружающего воздуха и солнечной радиации принималось по справочным данным. Профессор А.С. Развалов (ВНИИТрансМаш) подчеркивал в своих работах, что использование средних значений(как и экстремальных)параметров климата приводит в расчетах к неправильным конструкторским решениям, так как вероятность таких значений крайне мала (не превышает 0,05). Поэтому при проектировании и эксплуатации БТВ необходимо использовать вероятностно-статистические методы, а средние значения удобны для выражения общих закономерностей и используются для качественных оценок. По вероятностным характеристикам и климатическим номограммам, рассчитанным по средним значениям, раскрываются структурные особенности климатических зон. Важны также комплексные показатели, прежде всего — по температуре и относительной влажности. В то же время мощность кондиционера и средств индивидуального обогрева в танке Т-80 рассчитывались на экстремальные значения температуры воздуха внутри машины.