Кусачий "Клещ"
Состояние и перспективы развития наземных средств установления минных заграждений
Научно-практическая конференция «Состояние и перспективы развития средств устройства минно-взрывных заграждений»,
29 октября 2014 года, г. Нахабино, Московской области
Еремеев Г.Д. - к. т. н., профессор АВН, ведущий инженер- конструктор ОАО «ОМСКИЙ ЗАВОД ТРАНСПОРТНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ»
Актуальность
Одним из эффективных способов сдерживания наступающих войск особенно их бронетанковой составляющей является установка минно-взрывных заграждений. Вовремя установленные противотанковые минные поля могут значительно снизить темп наступления противника. Установление минных полей на ожидаемых танкоопасных направлениях может вестись как заблаговременно, так и при непосредственном отражении атак танковых и механизированных частей и соединений противника. Доставка мин к цели осуществляется ручным способом, наземными транспортными средствами, авиационными средствами (вертолёты, самолёты), артиллерийскими снарядами и ракетами класса «земля-земля». Ставится минное поле укладкой мин на поверхности или в землю, а также в «наброс» и дистанционным способом.
После того как был разработан способ установления мин в «наброс» появились и новые наземные заградители для транспортировки и пуска мин. В связи с этим в СССР был разработан универсальный минный заградитель (УМЗ).
Заградитель УМЗ предназначен для установления противотанковых, противопехотных и смешанных минных полей из мин типов ПТМ-1, ПТМ-3, ПФМ-1, ПОМ-1, ПОМ-2 и других типов мин, размещаемых в универсальных минных кассетах типов КСФ-1, КСФ-1С, КСФ-1С-0.5, КСФ-1С-0.5СК, КСО-1, КПОМ-2, КПТМ-1, КПТМ-3 и других этого типоразмера. Заградитель УМЗ физически и морально устарел и в настоящее время не соответствует современным требованиям, предъявляемым к Вооружённым силам Российской Федерации. Кроме того он также не соответствует требованиям Женевской Конвенции (Протокол II c поправками от 3 мая 1996 г. «О запрещении или ограничении применения мин, мин - ловушек и других устройств») в части фиксации координат установленного минного поля и установки времени самоликвидации мины. Таким образом, задача разработки наземных средств установления минных заграждений с учётом современного развития информационных технологий является актуальной.
Анализ развития наземных средств установления минных заграждений.
Анализируя современное развитие средств установления минного поля можно заключить, что происходит постепенный отказ от заградителей, укладывающих мины на поверхность земли или в землю, будь то прицепные или самоходные машины, оборудованные плугом. Данному способу установления минного поля присущ ряд недостатков, в частности, большая длительность укладки мин, их заметность. Учитывая стремительность современных боевых действий и возможность пассивных боеприпасов при ведении наступательных операций, многие страны разработали и разрабатывают более оперативные системы установления мин. Основная задача разработок – резкое сокращение времени на установление минного поля, его фиксация и установка времени самоликвидации в автоматическом режиме непосредственно перед пуском мины. Данные задачи в настоящее время стали выполнимы за счёт широкого применения информационных технологий, как при разработке мин, так и средств установления мин.
Структура и функциональные связи современного заградителя определяются задачами, которые он решает при выполнении функции назначения, а именно:
- транспортировка мин кассетного снаряжения к месту установления минного поля;
- установление минного поля с заданными параметрами (одно-; двух-; трёхполосное, длина, глубина);
- постановка времени самоликвидации мины с пульта управления минирования;
- фиксация координат на электронной карте местности установленного минного поля и передача его в автоматическом режиме;
- защита личного состава и боекомплекта.
Анализ развития существующих минных заградителей ведётся исходя из его функции назначения.
Для установления минного поля необходимы транспортное и технические средства, которые обеспечивают размещение кассет с минами, их транспортировку и отстрел в заданном направлении. Технические средства включают в себя транспортно – пусковой контейнер и систему минирования.
Технические средства установки минного поля располагают на транспортном средстве: гусеничном или колёсном шасси. На зарубежных минных заградителях технические средства установления минного поля, как правило, располагаются, как на гусеничном, так и на колёсном шасси: система минирования «Минотавр» (Франция); минные заградители «KROTON» (Польша); минные заградители (Китай). В Вооружённых силах России имеется минный заградитель УМЗ только на колёсном шасси. Отсутствие в составе вооружённых сил кассетных минных заградителей на гусеничном шасси значительно снижает мобильность данного вида вооружения.
Для транспортирования и пуска мин кассетного снаряжения применяют транспортно – пусковой контейнер (ТПК). ТПК располагают на платформе транспортного средства. Контейнеры выполнены на всех зарубежных заградителях в виде прямоугольной призмы, а на УМЗ – в виде восьмиугольной призмы. Восьмиугольная призма конструктивно более рациональна как по количеству в ней кассет (30), так и в части размещения её на платформе шасси.
В контейнеры устанавливаются кассеты определённого диаметра и длины. На зарубежных заградителях на платформе размещается от 4 до 8 контейнеров. На гусеничном шасси размещается от 4(«KROTON» Польша) до 6 («Минотавр» Франция, «Скорпион» Германия) контейнеров. На автомобильном шасси размещается от 6 до 8 контейнеров. В контейнерах зарубежных заградителей размещается, как правило, 20 кассет. На существующих заградителях как на УМЗ, так и на зарубежных контейнеры установлены на поворотных устройствах с заданным углом для метания мин. Поворот контейнера в горизонтальной плоскости осуществляется ручным способом во время подготовки заградителя к установлению минного поля. Что крайне трудоёмко. Такая конструкция контейнера, учитывая ограничения габаритов шасси, в принципе не позволяет разместить больше контейнеров. Недостаточное количество кассет с минами ухудшает качественные и количественные параметры минного поля. Существующие зарубежные минные заградители в силу своего конструктивного исполнения могут установить одной машиной только одно-, или двухполосное минное поле.
Анализируя системы управления установления минного поля вышеприведённых заградителей, обращаешь внимание на то, что в них не предусмотрена возможность автоматической фиксации минного поля. Фиксация заграждения по-прежнему осуществляется ручным способом, и каждая страна имеет свой набор приборов и инструментов для его обозначения и передачи. Наличие электронных карт и современных информационных технологий позволяет провести фиксацию минного поля в автоматическом режиме и передать его вышестоящему начальнику. Поэтому современные заградители должны быть оборудованы программно – техническими комплексами, способными осуществлять фиксацию поля и передавать его в электронном виде вышестоящему руководству.
На заградителях «Скорпион» и «Минотавр» с пульта управления возможна установка времени самоликвидации с диапазоном от одного часа до 96 часов. По другим заградителям информация по установке времени самоликвидации отсутствует. На УМЗ возможна установка времени самоликвидации, но только на кассете КПТМ – 4 и ручным способом. Установка времени самоликвидации в каждой кассете перед постановкой поля процесс трудоёмкий и занимает много времени, учитывая, что на заградителе 180 кассет.
Все существующие минные заградители не имеют защиты ни экипажа, ни боекомплекта от пуль и осколков.
Анализ развития наземных средств установления минных заграждений показал, что:
1. Существующие минные заградители, находящиеся на вооружении армий зарубежных стран, разработаны в 80-90 годах прошлого столетия на научной базе, соответствующей тому периоду развития науки.
2. В настоящее время Вооружённые силы РФ не имеют современных средств установления минных заграждений. Система минирования в виде УМЗ, который стоит на вооружении Российской армии физически и морально устарела.
3. Разработка современных средств установления минных заграждений должна вестись на современных транспортных средствах, как на гусеничной базе, так и на автомобильном шасси с применением информационных технологий.
Объект исследования
Наземные средства установления минных заграждений.
Задачи исследования
На основании анализа развития средств установления минных заграждений исследовать возможность разработки системы минных заградителей на основе перспективных методов установления минных полей с применением информационных технологий. Разработать структуру минных заградителей и определить необходимые для них транспортные средства.
Результаты исследования (концепция)
Разработка минных заградителей проводится на основе существующих концепций развития средств установления минных заграждений. Концепция, как правило, реализуется в общих технических требованиях и перспективных методах установления минных полей. Перспективным видом установления минного поля является способ «в наброс» и дистанционный. В качестве основополагающего подхода к проектированию минного заградителя, отвечающего современным условиям, может быть предложена концепция с конструктивно обеспеченной, гарантированной информационной неопределённостью или просто информационная концепция. Сущность её состоит в том, что проектируемые средства установления минных заграждений за счёт создания различной базовой комплектации (гусеничное или колёсное шасси) с применением унифицированных транспортно – пусковых контейнеров и мин различного назначения с широким диапазоном установки времени самоликвидации обеспечат создание многообразия минных полей различного назначения. При этом системы управления установлением мин разрабатываются на базе информационных технологий. Кроме того, данное средство за счет современных технологий находится в едином информационном поле, что позволяет в автоматическом режиме формировать минное поле и передавать его средствами радиосвязи.
Для формирования минного поля и управления его параметрами, подачи команды на пуск кассеты и на установку времени самоликвидации необходимы соответствующие технические и программные средства.
Для реализаций характеристик, предъявляемых к минному полю, необходимо сформулировать требования к составным частям, которые и обеспечат их. Для установления минного поля необходимо транспортное и технические средства, которые обеспечивают размещение кассет с минами, их транспортировку и отстрел в заданном направлении. Предлагается для инженерных войск Вооружённых сил РФ комплекс минных заградителей, построенный по системе, в которой в качестве критерия принят интегральный показатель, определяемый степенью защиты и подвижностью.
Предлагается иметь в составе инженерных войск четыре типа минных заградителей:
1 Заградитель на базе гусеничной тяжёлой унифицированной платформы с передним расположением двигателя удельной мощностью не менее 30-35 л.с./т с защитой экипажа на уровне основного танка;
2 Заградитель на гусеничном шасси средней категории по массе с передним расположением двигателя удельной мощностью не менее 30 л.с./т с защитой экипажа на уровне БМП;
3 Заградитель на автомобильном базовом шасси типа «УРАЛ» по 6 классу защиты личного состава ГОСТ Р 50963- 96;
4 Заградитель на автомобильном базовом шасси типа «КАМАЗ» по 5 классу защиты личного состава ГОСТ Р 50963- 96.
Современные технологии охватывают все основные факторы создания инженерной техники и это, в частности, характерно и для минного заградителя: элементную базу, концептуальный подход к разработке и эксплуатации машин, структуру и связи инженерной машины в системе сухопутных войск. Следует, что в новых условиях неизбежно возникает и новый подход к построению структурной и функциональной схемы минного заградителя.
Исходя из вышесказанного, структурная схема, рис. 1 выглядит следующим образом:
- транспортное средство: гусеничное шасси (с передним приводом) или автомобильное базовое шасси;
- транспортно – пусковой контейнер;
- система управления минированием;
- технические средства (радиостанции, ЭВМ, навигационное оборудование и т. д.);
- программное обеспечение.
Все типы заградителей комплектуются унифицированными транспортно - пусковыми контейнерами, системой управления минированием и программно – техническими средствами.
На каждом заградителе располагается по 9 ТПК и в контейнере размещено по 30 кассет. Конструкция ТПК [1], разработанная в рамках ОКР «Клещ», позволяет размещать в нём кассеты длиной от 500 до 620 мм, что даст дополнительные возможности совершенствованию кассетного боеприпаса.
Управление положением ТПК при установлении минного поля осуществляется на основе алгоритма [2], реализованного в блоке управления системы минирования. Это даёт возможность установить 15 вариантов минного поля.
Система управления минирования (СУМ) включает пульт управления минирования, девять блоков управления стрельбой, блок управления поворотом и блок питания. СУМ обеспечивает установки одно-, двух-, трехполосных минных полей из мин кассетного снаряжения, расположенных в транспортно-пусковых контейнерах гусеничного минного заградителя, управляет процессом запуска мин, осуществляет установку времени самоликвидации мины и выдаёт информацию о параметрах минного поля на ЭВМ [3].
Система управления минирования в части задачи программирования (установки) времени самоликвидации (ВСЛ) в кассетном боеприпасе с 9 контейнерами и 270 кассетами представляет собой классическую схему магистрально – сетевой конфигурации межблочного обмена информацией с пульта управления минирования как источника управляющих команд, адресов и данных. В этой связи, шина информационного обмена обслуживает многоточечную систему (программирование ВСЛ с пульта СУМ и получение квитанции о результатах программирования) и предполагает наличие адресной шины. Вся работа в сети происходит под управлением контролера шины. На заградителях устанавливается программно- технический комплекс, разработанный в ОКР «Созвездие-ИВ1», единого состава и программ. Это позволит заградителю постоянно находиться в едином информационном поле сухопутных войск.
Программное обеспечение управление и обработки информации минного заградителя [4], [5] позволяет проводить автоматизированную фиксацию устанавливаемых минных полей, а также подготовку отчетных документов о проведенном минировании. При этом по выполнению боевой задачи командир имеет возможность отправить отчетные документы о проведенном минировании также по радиоканалу. Данный процесс значительно экономит время и средства, что позволяет более эффективно использовать личный состав при выполнении боевых задач.
Все основные технические решения реализованы и испытаны при выполнении ОКР «Клещ».
Таким образом, реализация информационной концепции развития средств установления минных заграждений позволит создать широкую гамму заградителей, обеспечивающих многообразие минных полей при различных внешних и боевых условиях. Также ожидается снижение стоимости эксплуатации.
Реализация результатов исследования
Для реализации результатов исследований при создании системы минных заградителей может быть применён модульный принцип проектирования. Опыт развития отечественной и зарубежной промышленности показал, что при частой сменяемости объектов производства, как одной из характерных черт рынка, стандартизация, унификация и агрегатирование являются решающими условиями для сокращения сроков освоения новых изделий, а также для применения более производительных и экономичных методов их изготовления. Применительно к минным заградителям этого можно достигнуть, используя модульный принцип проектирования изделий. Модульное проектирование изделий базируется на общетехническом принципе агрегатирования. Основным условием агрегатирования является совместимость агрегатных средств (модулей). Концепция совместимости (энергетической, информационной, метрологической, конструктивной и эксплуатационной) основана на последовательной унификации и стандартизации свойств и параметров модулей. Заградитель в этом случае состоит из модульных составных частей, которые логически закончены по своим функциям и конструктивно и функционально совместимы с модульными составными частями других изделий.
На рис. 2 представлена схема построения конструкции универсального минного заградителя. За основу принят иерархический метод построения модулей. Он заключается в том, что типовыми элементами замены являются модули первого уровня, которые, в свою очередь, объединяются, составляя более крупные модули второго уровня и т. д. Фактически модули первого уровня являются «строительным материалом» для создания модулей более высоких уровней и системы в целом. При этом все модули должны иметь единую сетку геометрических и присоединительных размеров.
Самый низкий уровень – уровень деталей и комплектующих сборочных единиц, который принят за нулевой, не имеет модульной иерархической структуры. В модуль первого уровня входят узлы, агрегаты и сборочные единицы, которые образуют модули второго уровня – механизм поворота, механизм подъёма и контейнер. Из модулей второго уровня собирается транспортно- пусковой контейнер, при этом обеспечивая между ними метрологическую и конструктивную совместимость. Таким образом, ТПК является модулем третьего уровня.
Модуль платформы второго уровня – металлоконструкция с посадочными местами под установку её на раму автомобиля «КАМАЗ» или «УРАЛ». На платформе предусмотрены посадочные места конструктивно совместимые с транспортно- пусковым контейнером. Модулем второго уровня является монтажные комплекты системы управления минирования и системы гидравлического привода. Соответственно модуль третьего уровня включает платформу, монтажные комплекты системы управления минирования и системы гидравлического привода.
Модуль транспортно- пускового контейнера третьего уровня и модуль платформы третьего уровня образуют транспортно- пусковой модуль четвертого уровня, который устанавливается на автомобильное базовое шасси (АБШ) типа «КАМАЗ» или «УРАЛ».
АБШ типа «КАМАЗ» или «УРАЛ» совместно с комплектом ПТК и СУМ также образуют модуль третьего порядка. Транспортно- пусковой модуль и АБШ с комплектом ПТК и СУМ образуют заградитель на базе «КАМАЗ» или «УРАЛ» [6]. Модуль транспортно- пускового контейнера и гусеничное шасси с комплектом ПТК и СУМ образуют заградитель на гусеничном шасси. Таким образом, модульный принцип позволяет наиболее просто и наименьшими затратами организовать производство и существенно снизить эксплуатационные расходы в процессе эксплуатации минного заградителя и его ремонта.
Литература
1. Транспортно-пусковой контейнер минного заградителя. Патент №2369827 «На изобретение». Бюл. № 28 от 10.10.2009 г., Еремеев Г. Д. и др.
2. Еремеев Г.Д. Алгоритм управления пусковыми контейнерами гусеничного минного заградителя кассетного. Вестник Академии военных наук № 3(32) 2010 г., Москва.
3. Гришин В.М., Еремеев Г.Д., Щербина С.Ю. Разработка системы минирования для минного заградителя на базе информационных технологий. Вестник Академии военных наук № 4(45) 2013 г. (спецвыпуск), Москва.
4. Жулов С.В. Применение информационных технологий при обработке данных на рабочем месте командира гусеничного минного заградителя. Научный сб. "Основные направления развития и совершенствования машин инженерного вооружения. Определение путей повышения качества и эффективности машин инженерного вооружения" 2009 г, Нахабино
5. Жулов С.В., Линник В.Н., Фомин А.Н. Применение информационных технологий при модернизации гусеничного минного заградителя. Научный сб. "Основные направления развития и совершенствования машин инженерного вооружения. Определение путей повышения качества и эффективности машин инженерного вооружения" 2009 г, Нахабино.
6. Универсальный комплект оборудования минного заградителя. Патент № 127443 «На полезную модель». Бюл. № 12 от 27.04.2013 г., Еремеев Г.Д. и др.