О таблицах стрельбы, часть III
Текст Анатолия Сорокина
Таблицы стрельбы - это одна половинка души современного артиллерийского орудия (вторая - его руководство службы и дополняюшие его наставления для расчёта и технического персонала), то, что остаётся в нашем мире даже после того, как сама система навсегда сгинет в сталеплавильных печах. Любой носитель этой информации, будь то печатное издание или её оцифровка произвольного вида для последующего воспроизведения электронными устройствами, является всего лишь средством для хранения и донесения того, какие принципы, идеи, формулы, методы, алгоритмы и правила работы разработчик заложил в своё детище - а это всё нематериальные сущности, как раз вроде того, что подразумевается под душой в некоторых далёких от научного знания областях. «Психоанализ» этой ипостаси артиллерийских систем приводит порой к весьма интересным результатам.
Например, чего можно ожидать от разброса по дальности точек падения снарядов с ростом этой самой дальности при фиксированном используемом заряде? Этот разброс в таблицах стрельбы описывает вероятное отклонение по дальности Вд. По определению в интервал от -Вд до +Вд с точкой прицеливания в центре при очень большом числе выстрелов попадёт ровно половина всех разрывов при нормальных условиях (цель на горизонте орудия, нет наклона цапф, температура воздуха и метательного заряда +15 градусов Цельсия, атмосферное давление 750 мм рт. ст., нет ветра). Эта величина указывается для новой системы и снарядов к ней со строго установленными характеристиками для каждого используемого заряда. Например, у 122-мм гаубицы обр. 1938 г. (М-30) при стрельбе на дистанцию 10000 м на полном заряде Вд равно 33 метрам. То есть при ведении огня из нового орудия этого типа при всех перечисленных выше условиях около половины разрывов лягут в интервале дальностей от 9967 м до 10033 м.
На практике, естественно, дело обстоит похуже - условия боевой работы не те, что на тестовом полигоне, однако у опытных огневых управленцев есть методики, которые позволяют вполне себе точно по табличным идеальным данным спланировать реальный расход снарядов для надёжного поражения цели. Некоторое представление о расхождении табличных данных и реальной ситуации даёт давняя статья автора (конечно же, про 152-мм гаубицу М-10 и 48-ю гв. тгабр) Трубка 15, прицел 120, бац-бац и … в точку! . Но сегодня речь пойдёт не о «реалистическом», а об «идеалистическом» аспекте - о данных в таблицах стрельбы, когда всё идеально по определению.
Возвращаемся к нашему вопросу: чего ожидаем от Вд с увеличением дальности стрельбы? Конечно же, возрастания. Заряд у нас фиксирован и даёт очень узкий «пучок» случайных значений модуля начальной скорости около его среднего затабулированного значения. Пусть в таблицах стрельбы оно указано в 300 м/с, что соответствует диапазону реальных скоростей от 297 до 303 м/с, выпадающих случайным образом при каждом выстреле. Такой разброс обусловлен тем, что масса и свойства пороха в метательном заряде не могут быть абсолютно одинаковыми. Допустим также, что при мысленном выстреле начальная скорость составила по модулю 299 м/с, а её направление (т. е. угол бросания) абсолютно точно задали так, чтобы по таблицам стрельбы снаряд попал в удалённую на 300 метров точку от орудия. Сопротивлением воздуха тут пренебрежём, что в реальности соответствует чему-то малоскоростному и крупнокалиберному. Будь у нас начальная скорость табличной 300 м/с, то «бац-бац и в точку!». Но у нас она 299 м/с и случится недолёт в 1 м. Для всего пучка начальных скоростей получим разброс по дальности от 297 до 303 м. Если мы удвоим дистанцию огня до 600 м, то там этот разброс составит уже от 594 до 606 м и так далее. С учётом всех факторов (сопротивление воздуха, кривизна траетории и прочее) эта зависимость уже не будет столь простой линейной, но монотонный её характер предписывается законами физики, а потому возрастанию Вд с ростом дальности огня при фиксированном заряде быть! Вот и проверим это по данным таблиц стрельбы сразу четырёх артиллерийских систем калибра 122 мм для одного «истинно православного» снаряда ОФ-462: трёх гаубиц - обр. 1910/30 гг., обр. 1938 г. (М-30), Д-30 (2А18) и одной пушки - обр. 1931/37 гг. (А-19).
122-мм гаубица обр. 1910/30 гг.
122-мм гаубица обр. 1938 г. (М-30) в нижегородском Парке Победы
122-мм гаубица Д-30 (2А18) там же.
122-мм пушка обр. 1931/37 гг. (А-19), фото из коллекции М. Л. Грифа
Зависимость вероятного отклонения по дальности Вд в метрах от дистанции огня при ударной стрельбе
Ну, надо же! Ожидания оправдала только старенькая мадемуазель Шнейдер, у 122-мм пушки А-19 очень слабо выраженное локальное уменьшение рассеивания по дальности с ростом этой самой дальности уже есть, а обе «тридцатки» рвут теорию как Тузик грелку! Или всё же не рвут?
Нет, конечно. Дело в том, что при выстреле «дрожит» не только модуль вектора начального импульса снаряда (из-за флуктуаций массы и модуля начальной скорости), но и его направление, т. е. угол бросания «альфа». И характер дрожания «альфы» зависит от самой «альфы», а более точно от конструкции лафета орудия, обеспечивающего эту «альфу».
Мадемуазель Шнейдер тут близка к идеалу: во-первых, её лафет жёстко сцепляется с грунтом (саму опорную поверхность считаем идеально твёрдой) - у неё нет упругого элемента в боевом ходе (классика - деревянное колесо с железной шиной). Во-вторых, скользящий по боевой оси станок этого орудия, невзирая на наличие буферных пружин Бельвиля для предохранения этой оси от наминов оседающим при выстреле станком, практически не «дрожит». Тут действует сразу несколько причин: энергетика системы не слишком мощная, ствол короток (длинный ствол более склонен к вибрациям, «парижская пушка» в пример), а станок с качающейся частью по сути и есть орудие целиком (в эти сборки не попадает только боевой ход), а потому массивен. В результате ударное воздействие от выстрела не способно его «раскачать» как следует, чтобы упала точность огня на малых углах возвышения. Посему для 122-мм гаубицы обр. 1910/30 гг. все ожидания оправдались.
Все остальные системы имеют куда более мощную энергетику, не особо массивную вращающуюся часть и при ведении огня их верхний станок вывешен на тарельчатых пружинах Бельвиля относительно нижнего (для лёгкости работы поворотным механизмом). На малых углах возвышения (и бросания) вертикальная проекция силы отдачи ещё недостаточна, чтобы плотно прижать верхний станок к нижнему и обеспечить стабильность положения вращающейся части. Как результат, во время движения снаряда по каналу ствола последняя дрожит из-за колебаний, возникающих из-за ударного воздействия пороховых газов на всю систему. Упругий элемент между верхним и нижним станком потворствует таким микровибрациям, увеличивается случайный разброс «альфы» и падает точность огня (т. е. возрастает Вд при малых углах возвышения) как следствие.
С ростом «альфы» сила отдачи надёжно прижимает верхний станок к нижнему, вся система становится жёсткой, угол бросания перестаёт «дрожать» и рассеивание начинает определяться флуктуациями только модуля вектора начального импульса, реальность приходит в соответствие с ожиданиями. В результате у Вд появляется локальное ненулевое наименьшее значение для некоторого ненулевого угла бросания (тривиальщину Вд = 0 при «альфа» = 0 не рассматриваем). В его окрестности рассеивание, порождённое разбросом модуля вектора начального импульса снаряда, ещё не настолько велико. Рассеивание, порождённое разбросом направления вектора начального импульса, там уже сведено к минимуму, если не к нулю. Наличие этого участка наиболее высокой кучности стрельбы имеет смысл учитывать в боевой работе, выбирая подходящий заряд и угол возвышения для заданной дистанции до цели.
122-мм пушка обр. 1931/37 гг. (А-19) в этом аспекте вообще уникальна. У неё верхний станок вывешен относительно нижнего при стрельбе, но есть одно «но». На её верхнем станке сделан выступ - «подхват», который при векторе отдачи, близком к горизонтальному, сцепляется с бородой нижнего станка, обеспечивая стабильность положения ствола при движении в нём снаряда. В результате эффект увеличения рассеивания при малых углах возвышения у этой системы выражен ну очень слабо, что благотворно влияет на точность стрельбы. Правда при близкой начальной скорости снаряда к А-19 наиболее современная гаубица Д-30 с её трёхстанинным лафетом (нет упругой связи с грунтом через колёса боевого хода) и иной схемой нарезки ствола обеспечивает в разы лучшую кучность боя всё тем же боеприпасом ОФ-462. Причём даже при наличии эффекта уменьшения точности огня на малых углах возвышения из-за вывешенности верхнего станка относительно нижнего.
Морализаторствовать особо тут нечего, разве что стоит упомянуть про одну вещь. Расчёт таблиц стрельбы только методами внешней баллистики (ныне рядовая курсовая для студентов и курсантов соответствующих специальностей, пособия можно найти в сети) не даёт всей картины применительно к конкретной артиллерийской системе. Разный конструктив лафета у двух орудий может привести к тому, что даже при одном и том же баллистическом решении их ствольных групп характеристики рассеивания для них могут отличаться в разы и это обязательно должно быть учтено в таблицах стрельбы. Которые невозможно получить иначе чем контрольным отстрелом нового орудия на полигоне. С помощью современных систем автоматизированного проектирования сделать оценку такого эффекта вполне себе можно, он отнюдь не новость, но последнее слово всё равно остаётся за практикой.
P.S. На эту интересную особенность автор натолкнулся, перечитывая, если это только можно так назвать (тут не художественный, научный, публицистический, документальный или иной текст, только ряды и строки с числами), таблицы стрельбы 122-мм гаубицы обр. 1938 г. (М-30).
P.P.S. Автор выражает глубокую благодарность работникам Военно-исторического музея артиллерии, инженерных войск и войск связи за доступ к таблицам стрельбы и комментариям по устройству артиллерийских орудий, имеющих отношение к теме этой статьи.