Un tanc ca structură de inginerie este un complex de armament, protecție a blindajului, o bază de transport, o centrală electrică și un mecanism de rulare. Rezervorul trebuie să ofere capacitatea de deplasare atât în afara drumului (presiune specifică pe sol, care nu depășește presiunea unui picior uman), cât și de-a lungul rețelei de drumuri existente cu structuri artificiale (greutate la sarcină maximă, care nu depășește capacitatea portantă a podului). se întinde).
Spre trenul de rulare rezervor cerinte generale sunt impuse motorului de omidă, în primul rând, asigurând o sarcină uniformă pe roțile șasiului de drum. Ignorarea acestor cerințe duce la următoarele consecințe negative:
- scăderea capacității de cross-country din cauza presiunii neuniforme la sol;
- vibrații verticale crescute ale corpului la conducerea pe teren accidentat,
- reduce viteza de deplasare;
- o scădere a preciziei de tragere dintr-un tun datorită eficienței mai scăzute a stabilizatorului acestuia;
- creșterea oboselii echipajului;
- uzura crescuta a elementelor elastice de suspensie ale rotilor de drum si amortizoarelor hidraulice.
Prin urmare, aspectul rezervorului trebuie să îndeplinească cerințele de echilibrare a greutății componentelor sale în raport cu centrul suprafeței portante a șenilor. Principalele elemente structurale masive ale tancului includ o turelă de tun, tun, muniție de tun, motor, transmisie și combustibil, precum și armură și protecție dinamică. Echipajul, care are o greutate cu un ordin de mărime mai mică, dar ocupă un volum intern mare, are și un impact direct asupra echilibrului greutății. Dispunerea reciprocă a acestor elemente determină eficacitatea amenajării vehiculului de luptă.
Primele tipuri de tancuri, dezvoltate în Marea Britanie și Germania în timpul Primului Război Mondial, aveau cel mai simplu aspect - o cazemată obișnuită a carenei cu arme situate în față (de-a lungul părților laterale și/sau în partea frontală) și un motor cu o transmisie situată în spate. Muniția și combustibilul erau amplasate în centrul carenei. Numeroase protecții pentru echipaj și blindaje au fost distribuite uniform pe tot corpul. Nu a existat nicio turelă de tun ca atare; în schimb au fost folosite semi-turele cazemate, situate simetric de-a lungul părților laterale ale carenei. Mișcatorul de omizi avea un șasiu cu o viteză redusă a roților de drum, așa cum se poate observa pe exemplul tancului german AV7.
Experiența utilizării în luptă a tancurilor cu cel mai simplu aspect a dezvăluit defectele lor de proiectare:
- protectie slaba blindata a corpului cazemate cu o suprafata exterioara dezvoltata;
- prezența unor zone moarte mari de bombardare de la tunurile instalate în semiturnuri cazemate;
- viteza redusa de deplasare pe teren accidentat datorita cursei reduse a suspensiei.
În acest sens, la sfârșitul Primului Război Mondial în Franța, a fost dezvoltat un aspect optim pentru o nouă armă de lovitură, care de atunci a devenit un clasic, repetat în sute de mostre de vehicule experimentale și în serie în multe țări ale lumii. Corpul tancului Renault FT-17 avea un aspect foarte dens, pentru prima dată împărțit în zone funcționale clare - compartimentul de control a prova, compartimentul central de luptă și compartimentul motor-transmisie de la pupa. În centrul carenei, decalată în nas, a fost instalată o turelă cu rotație circulară cu un tun de 37 mm. Compartimentul de control găzduia șoferul, în compartimentul de luptă - comandantul tancului și muniția, în compartimentul motor - motorul, transmisia și combustibilul.
Dezvoltarea acestui aspect a fost proiectarea tancului sovietic KV-1 de la începutul celui de-al Doilea Război Mondial, a cărui turelă avea o nișă dezvoltată la pupa, în care se afla o parte semnificativă a muniției pentru arme. La sfârșitul războiului, ultima modificare a celui mai masiv tanc sovietic T-34-85 a primit o turelă similară.
Tancurile din cel de-al Doilea Război Mondial au fost folosite în operațiuni ofensive în conformitate cu specializarea lor unică de luptă - ca mijloc de spargere a apărării fortificate, operand în contact direct cu focul cu inamicul. În acest caz, principala amenințare de înfrângere a tancului a venit din unghiul frontal. Acest lucru a necesitat diferențierea protecției cu o creștere a grosimii blindajului părților frontale ale carenei și turelei și o scădere corespunzătoare a grosimii blindajului părților laterale și posterioare. Centrul de greutate s-a deplasat înainte față de centrul suprafeței de sprijin a șenilelor.
Pentru a restabili echilibrul optim de greutate al rezervorului, a fost necesar să-i mutați turela înapoi. În acest scop, a fost introdusă o altă inovație în aspectul clasic: toate tancurile germane și tancul american Sherman M4 aveau o centrală electrică distanțată - cutia de viteze și transmisiile finale erau amplasate în compartimentul de prova al carenei, iar motorul și combustibilul erau în la pupa. Motorul era conectat la transmisie printr-un arbore cardanic. Această decizie a făcut posibilă mutarea înapoi a turnului greu cu prețul avansării unei transmisii relativ ușoare.
Ultima versiune a aspectului rezervorului a avut două dezavantaje majore:
- prezența unui arbore cardan forțat să crească înălțimea, volumul și suprafața carenei, reducând gradul de protecție a tancului (raportul dintre volumul rezervat și greutatea armurii);
- cutiile de viteze de la bord ale motorului de omizi plasate pe suprafața frontală au fost extrem de vulnerabile nu numai la obuzele perforatoare, ci și la fragmentele și undele de șoc de la exploziile de obuze cu fragmentare puternic explozive, spre deosebire de aspectul clasic, unde carena protejează transmisiile finale de la pupa de bombardarea frontală.
Soluția problemei a fost găsită la sfârșitul războiului de către dezvoltatorii sovietici în proiectarea tancului T-44. Fără a modifica aspectul clasic, au redus lungimea compartimentului pupa datorită aranjamentului transversal al motorului și transmisiei, interconectate printr-un tren de viteze. Centrul suprafeței de sprijin a șenilelor s-a deplasat înainte în direcția deplasării centrului de greutate al rezervorului. Ulterior, această soluție de inginerie (reducerea dimensiunii centralei electrice) în combinație cu opțiunea de amenajare implementată anterior (o turelă cu o nișă la pupa dezvoltată) a fost repetată în proiectele principalelor tancuri de luptă din SUA, Germania, Franța, Japonia. și Coreea de Sud, inclusiv cele aflate în prezent în serviciu.
Cu toate acestea, abaterea de la aspectul clasic Renault FT-17 cu îndepărtarea muniției în nișa de la pupa a dus la o slăbire a protecției tancului datorită creșterii volumului blindat, creând, în același timp, spațiu în exces în compartimentul de luptă al carenei. Motivul a fost că înălțimea carenei nu a putut fi redusă sub nivelul motorului în combinație cu sistemul său de răcire (aproximativ 1 metru). În acest caz, înălțimea turnului este determinată de punctele extreme de coborâre a țevii (până la atingerea marginii părții frontale superioare) și ridicarea clapei pistolului (până la atingerea tavanului turnului) cu o țintire verticală. a pistolului (aproximativ 0,8 metri). Atunci când plasați comandantul și trăgătorul în principal în turn în spațiul sub turelă, se formează un volum suficient pentru a stoca întreaga încărcătură de muniție.
Singura problemă este cum să asigurați ridicarea împușturilor din spațiul turelei și trimiterea lor către pistol. În 1964, această problemă a fost rezolvată în tancul sovietic T-64 prin instalarea unui încărcător automat sub podeaua rotativă a compartimentului de luptă. Toate tancurile ulterioare sovietice, ruse, ucrainene și chineze încă folosesc acest aspect.
Dezvoltatorii americani ai tancului experimental T1958 au încercat să meargă pe sens invers în 92. Aspectul său inițial s-a bazat pe transferul compartimentului motorului la nasul carenei și combinația cu compartimentul de comandă, împrejmuit cu un despărțitor blindat. Greutatea armurii frontale, a motorului și a transmisiei a fost echilibrată de greutatea turelei și a încărcăturii de muniție. Cu toate acestea, combinația de-a lungul lungimii a două compartimente ale carenei a forțat simultan să-și mărească înălțimea pentru a aranja vertical echipamentul centralei electrice. Ca urmare, volumul blindat al tancului și suprafața carenei au crescut cu o scădere a gradului de protecție. În ciuda dezavantajului evident al unui astfel de aspect și a abandonării acestuia de către dezvoltatorii americani, acesta a fost repetat în tancul Merkava în serie israelian și tancul experimental elvețian NKPz, ceea ce se datorează cel mai probabil lipsei de experiență în proiectarea tancurilor în aceste țări.
Creșterea eficacității obuzelor moderne de perforare a armurii și a încălzirii i-a forțat pe dezvoltatori să facă un alt pas în îmbunătățirea designului tancurilor. Ca parte a dezvoltării aspectului clasic în anii 1980 în URSS și SUA, s-a lucrat pentru a crea tancuri experimentale cu turnulețe nelocuite - Boxer / Hammer și, respectiv, ASM Block III. Aduse la un grad ridicat de pregătire, aceste lucrări au fost întrerupte din cauza lipsei la acea vreme a mijloacelor electronice fiabile de observare și țintire a echipajului, complet amplasat în carenă.
Lucrările în această direcție au fost reluate abia în 2012, ca parte a proiectului de creare a unui nou tanc rusesc „Armata”. Bazat pe realizări moderne în domeniul sistemelor automate de detectare și urmărire a țintelor, proiectul prevede reducerea echipajului tancului la două persoane aflate în compartimentul de control. Pe lângă compartimentul de luptă nelocuit și turelă, diferența semnificativă dintre aspectul Armata și aspectul Renault FT-17 este creșterea lungimii nasului carenei pentru a găzdui armuri montate sau module de protecție dinamică. Lungimea crescută a carenei are un efect pozitiv asupra deplasării spre spate a centrului suprafeței portante a șenilelor. Dimensiunile nasului pot fi estimate dintr-o fotografie a unui tanc experimental „Obiect 187”, care este folosit ca prototip al „Armata”.
Dezvoltarea prevăzută a funcționalității sistemelor de protecție activă promițătoare pentru tancuri până la interceptarea proiectilelor cinetice de mare viteză face posibilă, în viitorul apropiat, reducerea cerințelor pentru protecția blindată pasivă a tancului, precum și pentru protecția sa dinamică, care este utilizat în prezent cu succes împotriva grenadelor propulsate de rachete de viteză redusă și a rachetelor antitanc. Mai mult, numărul de lansatoare de elemente de protecție activă lovitoare instalate pe fiecare tanc va asigura interceptarea simultană a două sau mai multe ținte care zboară din una sau mai multe direcții. Pe baza acestei prognoze, putem presupune abandonarea protecției dinamice, scăderea grosimii armurii la anti-fragmentare și trecerea la armura nediferențiată pe toate aspectele.
În plus, deja există soluții gata făcute pentru centralele hibride, constând dintr-un motor termic (motor diesel sau cu turbină cu gaz cu un singur arbore), un generator electric integrat, o baterie litiu-ion de mare capacitate și motoare de tracțiune. Devine posibilă transferarea motoarelor de tracțiune împreună cu cutiile de viteze de la bord la prova carenei, distribuind mai uniform sarcina pe lungimea suprafeței de susținere (având în vedere volumul mare ocupat de compartimentul de control și greutatea redusă a echipajului de doi oameni). În același timp, cablurile de alimentare duplicate care conectează generatorul electric cu motoare electrice, spre deosebire de arborele cardanic al tancurilor din Al Doilea Război Mondial, pot fi transportate de-a lungul aripilor carenei fără a crește înălțimea acestuia.
Un tanc cu un aspect similar a fost deja dezvoltat în 2009 ca parte a programului american FCS, dar nu a intrat în producție din cauza indisponibilității sistemului de protecție activă Quick Kill selectat pentru a intercepta proiectile cinetice de mare viteză perforatoare de blindaj. Cu toate acestea, având în vedere progresul în dezvoltarea acestui tip de protecție, în prezent este probabil ca acest aspect să fie utilizat în tancul american de aeromobile, al cărui concept este dezvoltat de comandamentul TRADOC al armatei americane și bătălia principală israeliană Rakiya. tanc, conceput pentru a înlocui tancul învechit Merkava, în unitățile blindate ale Forțelor de Apărare Israelului, începând cu 2020.