System kierowania ogniem czołgu jest jednym z głównych systemów określających jego siłę ognia. LMS przeszedł ewolucyjną ścieżkę rozwoju od najprostszych optyczno-mechanicznych przyrządów celowniczych do najbardziej złożonych urządzeń i systemów z powszechnym wykorzystaniem technologii elektronicznej, komputerowej, telewizyjnej, termowizyjnej i radarowej, co doprowadziło do powstania zintegrowanych systemów kontroli informacji o czołgu.
OMS zbiornika powinna zapewniać:
- widoczność i orientacja na ziemi dla członków załogi;
- całodzienne i przy każdej pogodzie wyszukiwanie i wykrywanie celów;
- precyzyjne określanie meteorologicznych danych balistycznych i rozliczanie ich podczas strzelania;
- minimalny czas przygotowania strzału i skutecznego strzelania z miejsca iw ruchu;
- dobrze skoordynowana i powielona praca członków załogi w poszukiwaniu i pokonywaniu celów.
LMS składa się z wielu elementów składowych, które rozwiązują pewien zakres zadań. Należą do nich optyczno-mechaniczne, optyczno-elektroniczne, elektroniczne, radarowe środki wyszukiwania i wykrywania celów, systemy stabilizacji pola widzenia celowników i broni, sprzęt do zbierania i rejestrowania pogodowych danych balistycznych do strzelania, komputery do obliczania kątów celowania i prowadzić, środki wyświetlania informacji członkom załogi.
Oczywiście nie wszystko to od razu pojawiło się na czołgach, wprowadzano je stopniowo w miarę potrzeb i poziomu rozwoju technologii. W rzeczywistości LMS na radzieckich i zagranicznych czołgach pojawiły się dopiero w latach 70., wcześniej przeszły długą drogę rozwoju i doskonalenia.
Urządzenia obserwacyjno-celownicze pierwszej generacji
Na czołgach zagranicznych i radzieckich z okresu Wielkiej Wojny Ojczyźnianej i pierwszej powojennej generacji czołgów nie było systemu sterowania, był tylko zestaw prostych urządzeń obserwacyjnych i celowników, które zapewniały strzelanie z czołgu tylko w dzień i tylko z miejsca.
Prawie wszystkie urządzenia obserwacyjne i celowniki tej generacji zostały opracowane przez Centralne Biuro Projektowe Krasnogorskich Zakładów Mechanicznych (Centralne Biuro Projektowe KMZ).
Skład i charakterystyka porównawcza przyrządów celowniczych radzieckich i niemieckich czołgów z tego okresu są szczegółowo opisane w artykule Malysheva (strona internetowa Courage 2004).
Jakie były celowniki sowieckich czołgów? Do 1943 roku zainstalowano trzy typy najprostszych optyczno-mechanicznych przyrządów celowniczych.
Równolegle do pistoletu przymocowano celownik teleskopowy TOP i jego modyfikacje TMPP, TMPP-1, TMPD-7, T-5, TOD-6, TOD-7, TOD-9, YuT-15 o charakterystyce optycznej - powiększenie 2 oś lufy armaty 5x z polem widzenia 15 stopni. Pozwalało to na bezpośredni ogień w ciągu dnia tylko z miejsca lub z krótkich postojów. Szukanie celów i strzelanie w ruchu było prawie niemożliwe. Wyznaczenie kątów celowania i wyprzedzenia bocznego przeprowadzono na skalach celowniczych.
Celownik teleskopowy TOP
Ze względu na to, że celownik był sztywno połączony z działem, podczas jego ruchu w płaszczyźnie pionowej, działonowy musiał śledzić ruch działa za pomocą głowy.
Panoramiczny celownik peryskopowy PT-1 i jego modyfikacje PT4-7, PT4-15 zostały zainstalowane w wieży czołgu i zapewniały bezpośredni ogień. Optyka celownika posiadała możliwość powiększenia 2,5x przy polu widzenia 26 stopni, a obracająca się w poziomie głowica celownika zapewniała widok kołowy. W tym przypadku pozycja ciała strzelca nie uległa zmianie. Dzięki stałej pozycji głowicy celownika równolegle do armaty, działonowy mógł używać tego celownika do strzelania z armaty.
Na podstawie celownika PT-1 opracowano panoramę dowodzenia PTK, która zewnętrznie praktycznie nie różni się od celownika, zapewniając strzelcowi widok dookoła i oznaczenie celu, gdy głowica celownika obraca się wzdłuż horyzontu.
Celownik peryskopowy PT-1
Modyfikacje tych celowników zainstalowano na czołgach T-26, T-34-76, KV-1. Na czołgu T-34-76 na armacie zamontowano celownik teleskopowy TOD-7 (TMFD-7), a na dachu wieży zamontowano panoramę PTK. Zestaw przyrządów celowniczych w pełni odpowiadał ówczesnym wymaganiom, ale załoga nie była w stanie prawidłowo ich używać.
Czołg T-34-76 cierpiał na słabą widoczność dla dowódcy i złożoność korzystania z przyrządów. Tłumaczono to kilkoma przyczynami, z których głównym był brak strzelca w załodze i połączenie jego funkcji przez dowódcę. To była jedna z najbardziej niefortunnych decyzji w koncepcji tego czołgu. Ponadto dowódca nie posiadał kopuły dowódcy ze szczelinami obserwacyjnymi i zestawem przyrządów obserwacyjnych do widoku kołowego, a także nieudany układ miejsca pracy dowódcy. Panorama PTK została umieszczona z tyłu po prawej stronie i dowódca musiał się z nią odwrócić.
Z głowicą obracającą się o 360 stopni istniała duża martwa strefa z powodu złego umieszczenia na wieży. Obrót głowy wzdłuż horyzontu był powolny dzięki napędowi mechanicznemu, którym dowódca sterował za pomocą uchwytów na korpusie urządzenia. Wszystko to nie pozwoliło na pełne wykorzystanie panoramicznego urządzenia PTK i zostało ono zastąpione przez celownik panoramiczny PT4-7.
Niemieckie czołgi na celownikach teleskopowych związanych z armatą miały zawias optyczny, okular celownika był przymocowany do wieży czołgu, strzelec nie musiał drgać po broni. To doświadczenie zostało wzięte pod uwagę i w 1943 roku opracowano i wprowadzono teleskopowy celownik przegubowy TSh o powiększeniu 4x o polu widzenia 16 stopni. Następnie opracowano szereg modyfikacji tego celownika, które zaczęto instalować na wszystkich radzieckich czołgach T-34-85, KV-85, IS-2, IS-3.
Przegubowe celowniki TSh wyeliminowały wady celowników teleskopowych serii TOP. Część czołowa celownika TSh była sztywno połączona z armatą, co wyeliminowało błędy w przenoszeniu kątów z armaty na celownik, a okular celownika został przymocowany do wieżyczki i działonowy nie musiał już śledzić ruchu pistoletu głową.
Teleskopowy celownik przegubowy TSh
Zastosowano również rozwiązanie techniczne zastosowane w angielskim Mk. IV. Na tej podstawie powstało obrotowe urządzenie obserwacyjne MK-4, o kącie skrętu w płaszczyźnie poziomej 360 stopni. i pompowanie pionowo w górę o 18 stopni. i w dół o 12 stopni.
W czołgu T-34-85 wyeliminowano wiele niedociągnięć, wprowadzono piątego strzelca, wprowadzono kopułę dowódcy, celownik teleskopowy TSh-16, celownik peryskopowy PT4-7 (PTK-5) i trzy MK-4 wszystkie zainstalowano okrągłe peryskopy. Do strzelania z karabinu maszynowego kursowego użyto celownika teleskopowego PPU-8T.
Celowniki z serii TSh nadal miały wadę, gdy działo zostało przesunięte do kąta ładowania, działonowy tracił pole widzenia. Ta wada została wyeliminowana przez wprowadzenie stabilizatorów broni na czołgach. W celownikach serii TSh „stabilizację” pola widzenia wprowadzono dzięki dodatkowej przystawce optycznej, której zwierciadło sterowane było sygnałem z żyroskopu stabilizatora działa. W tym trybie pole widzenia działonowego zachowywało swoją pozycję po przejściu działa do kąta ładowania.
W powojennej generacji czołgów T-54, T-10, T-55, T-62 celowniki serii TShS (TShS14, TShS32, TShS41) były używane jako celowniki działonowego, zapewniające „stabilizację” tryb.
Teleskopowy celownik przegubowy TShS
Stabilizatory broni
Wraz ze wzrostem kalibru dział i masy wieży czołgu, ręczne sterowanie uzbrojeniem stało się problematyczne i wymagane były już regulowane elektryczne napędy działa i wieży. Ponadto konieczne stało się prowadzenie ognia z czołgu w ruchu, co było niemożliwe w żadnym czołgu. W tym celu konieczne było zapewnienie zarówno stabilizacji pola widzenia przyrządów celowniczych, jak i stabilizacji broni.
Przyszedł czas na wprowadzenie na czołgi kolejnego elementu SKO - stabilizatorów zapewniających zachowanie pola widzenia celownika i broni w kierunku wskazanym przez działonowego.
W tym celu w 1954 r. Kierownikiem ds. rozwoju stabilizatorów czołgów został Centralny Instytut Badawczy Automatyki i Hydrauliki (Moskwa), a produkcję stabilizatorów zorganizowano w Zakładzie Elektromechanicznym Kowrowa (Kowrow).
W TsNIIAG opracowano teorię stabilizatorów czołgów i stworzono wszystkie radzieckie stabilizatory do uzbrojenia czołgów. Następnie ta seria stabilizatorów została ulepszona przez VNII Signal (Kovrov). W związku ze zwiększonymi wymaganiami dotyczącymi skuteczności strzelania z czołgu i komplikacją rozwiązywanych zadań, TsNIIAG został mianowany szefem rozwoju systemów kierowania ogniem czołgów. Specjaliści TsNIIAG opracowali i wdrożyli pierwszy radziecki pełnoformatowy MSA 1A33 dla czołgu T-64B.
Rozpatrując systemy stabilizacji uzbrojenia czołgów, należy pamiętać, że istnieją jednopłaszczyznowe i dwupłaszczyznowe (pionowe i poziome) systemy stabilizacji z zależną i niezależną stabilizacją pola widzenia od działa i wieży. Przy niezależnej stabilizacji pola widzenia celownik posiada własny żyroskop, przy stabilizacji zależnej pole widzenia jest stabilizowane wraz z działem i wieżą z żyroskopu stabilizatora broni. Przy zależnej stabilizacji pola widzenia nie jest możliwe automatyczne wprowadzenie kątów celowania i bocznych kątów natarcia oraz utrzymanie znaku celowania na celu, proces celowania komplikuje się, a celność spada.
Początkowo stworzono zautomatyzowane elektryczne systemy napędowe wież czołgów, a następnie działa z płynną regulacją prędkości w szerokim zakresie, co zapewniało dokładne prowadzenie działa i śledzenie celu.
W czołgach T-54 i IS-4 zaczęto instalować elektryczne napędy wieży EPB, które były sterowane za pomocą uchwytu kontrolera KB-3A, zapewniając jednocześnie płynne celowanie i prędkość przenoszenia.
Dalszy rozwój napędów elektrycznych wieży i działa polegał na bardziej zaawansowanych automatycznych napędach elektrycznych TAEN-1, TAEN-2, TAEN-3 ze wzmacniaczami maszyn elektrycznych. Prędkość celowania broni w płaszczyźnie poziomej wynosiła (0,05 – 14,8) st./s, w pionie (0,05 – 4,0) st./s.
System wyznaczania celów dowódcy pozwalał dowódcy czołgu, gdy napęd działonowego był wyłączony, na skierowanie działa na cel poziomo i pionowo.
Na czołgach powojennej generacji montowano celowniki teleskopowe rodziny TShS, których część czołowa była sztywno przymocowana do armaty i nie montowano w nich zespołów żyroskopowych w celu stabilizacji pola widzenia. Do niezależnej stabilizacji pola widzenia konieczne było stworzenie nowych celowników peryskopowych z zespołami żyroskopowymi, takich celowników wtedy nie było, dlatego pierwsze radzieckie stabilizatory miały zależną stabilizację pola widzenia.
Dla tej generacji czołgów opracowano stabilizatory broni z zależną stabilizacją pola widzenia: jednopłaszczyznowe - "Horizon" (T-54A) i dwupłaszczyznowe - "Cyklon" (T-54B, T-55), " Meteor” (T-62) i „Zarya” (PT-76B).
Jako główny element utrzymujący kierunek w przestrzeni zastosowano żyroskop trójstopniowy, a armatę i wieżę za pomocą układu napędowego sprowadzono do pozycji skoordynowanej z żyroskopem w kierunku wyznaczonym przez działonowego.
Jednopłaszczyznowy stabilizator STP-1 „Horizon” czołgu T-54A zapewniał pionową stabilizację działa i celownika teleskopowego za pomocą zespołu żyroskopowego umieszczonego na armacie i elektrohydraulicznego napędu armaty, w tym hydraulicznego wspomagania i wykonawczego hydrauliki cylinder.
Niestabilna kontrola wieży została przeprowadzona przez zautomatyzowany elektryczny napęd naprowadzania TAEN-3 „Voskhod” z elektrycznym wzmacniaczem maszyny, zapewniający płynną prędkość naprowadzania i prędkość transferu 10 st. / s.
Działo było prowadzone pionowo i poziomo z konsoli działonowego.
Zastosowanie stabilizatora Gorizont pozwoliło, podczas strzelania w ruchu, zapewnić pokonanie standardowego celu 12a z prawdopodobieństwem 0,25 na dystansie 1000-1500 m, który był znacznie wyższy niż bez stabilizatora.
Dwupłaszczyznowy stabilizator broni STP-2 „Cyklon” dla czołgów T-54B i T-55 zapewniał pionową stabilizację działa i wieży w poziomie za pomocą dwóch trójstopniowych żyroskopów zamontowanych na armacie i wieży. Zastosowano w pionie elektrohydrauliczny stabilizator armaty ze stabilizatora „Horizon”, stabilizator wieży wykonano na bazie elektrycznego wzmacniacza maszyny stosowanego w napędzie elektrycznym TAEN-1.
Zastosowanie dwupłaszczyznowego stabilizatora „Cyklon” pozwoliło, podczas strzelania w ruchu, zapewnić pokonanie standardowego celu 12a z prawdopodobieństwem 0,6 w odległości 1000-1500 m.
Uzyskana dokładność strzelania w ruchu była nadal niewystarczająca, ponieważ stabilizatory mocy działa i wieży nie zapewniały wymaganej dokładności stabilizacji pola widzenia ze względu na duże momenty bezwładności, nierównowagi i oporu działa i wieży. Konieczne było stworzenie celowników z własną (niezależną) stabilizacją pola widzenia.
Powstały takie celowniki i na czołgach T-10A, T-10B i T-10M zainstalowano celowniki peryskopowe z niezależną stabilizacją pola widzenia oraz wprowadzono nową generację stabilizatorów broni: jednopłatowy „Uragan” (T-10A) z niezależną stabilizacją pola widzenia pionową i dwupłaszczyznową „Grzmot” (T-10B) i „Deszcz” (T-10M) z niezależną stabilizacją pola widzenia w pionie i horyzoncie.
Dla czołgu T-10A opracowano najpierw peryskopowy celownik TPS-1 z niezależną pionową stabilizacją pola widzenia. W tym celu w celowniku zainstalowano trójstopniowy żyroskop. Połączenie żyroskopu celowniczego z pistoletem zostało zapewnione przez czujnik kąta położenia żyroskopu i mechanizm równoległoboczny. Optyka celownika zapewniała dwa powiększenia: 3, 1x o polu widzenia 22 stopni. i 8x z polem widzenia 8, 5 stopni.
Celownik peryskopowy TPS-1
Jednopłaszczyznowy elektrohydrauliczny stabilizator armaty Uragan zapewniał stabilizację działa zgodnie z sygnałem niedopasowania z żyroskopowego czujnika kąta celownika TPS-1 względem kierunku ustawionego przez działonowego. Półautomatyczne prowadzenie wieży wzdłuż horyzontu zapewniał napęd elektryczny TAEN-2 ze wzmacniaczem maszyny elektrycznej.
Dla czołgu T-10M opracowano peryskopowy celownik T2S z niezależną dwupłaszczyznową stabilizacją pola widzenia o charakterystyce optycznej zbliżonej do celownika TPS-1. Celownik został wyposażony w dwa trzystopniowe żyroskopy, które zapewniają stabilizację pola widzenia celownika w pionie i poziomie. Połączenie między celownikiem a działem zapewniał również mechanizm równoległoboczny.
Celownik peryskopowy Т2С
Dwupłaszczyznowy stabilizator „Live” zapewniał stabilizację działa i wieży zgodnie z sygnałem niedopasowania z czujników kąta celownika żyroskopu względem kierunku ustawionego przez działonowego za pomocą serwonapędów, działa elektrohydraulicznego i elektrycznego wieża maszyny.
Celownik T2S miał automatyczne kąty celowania i boczne prowadzenie. Kąty celowania wprowadzano według zmierzonego zasięgu do celu i uwzględniając jego ruch, a automatyczne wyprzedzenie, przy strzelaniu do celu ruchomego, automatycznie ustawiało stałe wyprzedzenie, a przed oddaniem strzału broń była automatycznie regulowana do linii celowniczej z tą samą prędkością, w wyniku czego strzał odbył się z jednym i tym samym prowadzeniem
Wprowadzenie celownika z niezależną stabilizacją pola widzenia w pionie i poziomie oraz dwupłaszczyznowego stabilizatora uzbrojenia umożliwiło wraz z poruszającym się czołgiem poprawę warunków poszukiwania celów, obserwacji pola walki, zapewniało wykrywanie celów z odległość do 2500 m i skuteczne strzelanie, ponieważ strzelec musiał tylko utrzymywać celownik na celu, a system automatycznie wchodził w kąty celowania i natarcia.
Czołgi T-10A i T-10M były produkowane w małych seriach, a celowniki z niezależną stabilizacją pola widzenia na innych czołgach z różnych powodów nie były powszechnie stosowane. Powrócili do takiego widoku dopiero w połowie lat 70., tworząc LMS 1A33.
Wprowadzenie lunet z niezależną stabilizacją pola widzenia i stabilizatorami broni nie zapewniło jednak wymaganej skuteczności strzelania z czołgu w ruchu ze względu na brak dalmierza do dokładnego pomiaru odległości do celu, główny parametr dla dokładnego opracowania kątów celowania i natarcia. Zakres bazy do celu był zbyt szorstki.
Próba stworzenia radarowego dalmierza czołgów nie powiodła się, ponieważ na nierównym terenie przy użyciu tej metody trudno było wyizolować obserwowany cel i określić do niego zasięg. Kolejnym etapem rozwoju LMS było stworzenie dalmierzy z podstawą optyczną.
