В Арктике военный человек должен жить.

"В Арктике солдаты должны жить"
Б. А. Карпунькин
1.В Арктике военный человек должен жить, а не выживать.
2.Несъемная броневая защита корпуса и съемная дополнительная защита корпуса зенитного комплекса Панцирь СА.
3.Нейтрализация вторичных осколков внутри транспортера.
4.Противопульная защита поворотно-сцепного устройства,  энергетических магистралей и скорострельных пушек.
5.Повышение комфортабельности обитаемого пространства транспортера за счет применения облегченных изделий из композиционных материалов.
6.Использование композитных емкостей для воды.
7.Использование композитных емкостей для дизельного топлива и масла.
8.Системы удаления фекалий и приготовления пищи.
9.Размещение запасов в подвижных, прицепных устройствах.

1.В Арктике военный человек должен жить, а не выживать.
  Чтобы внимание читателя не занимать банальными истинами о том, что техника с большим содержанием деталей из композитов является современной, а исключительно стальная техника, является однозначно перетяжеленной, предлагается разделить понятия «боевые характеристики» и «боевая эффективность».
  Боевые характеристики техники - это технические характеристики систем вооружения и управления, систем защиты, характеристики силовой установки и ходовой части.  
  Боевая эффективность техники - это комплексное понятие, характеризующее возможность выполнения  образцом техники боевой задачи. Сюда входит сам образец техники и экипаж с учетом его боевой и технической подготовки, психологического и физического состояния.
Экспертным сообществом за аксиому принято, что относительно человека наибольшую боевую эффективность имеет та модель техники, конструкция которой обеспечивает экипажу максимальный комфорт и защиту при работе в боевых условиях.

2.Несъемная броневая защита корпуса и съемная дополнительная броня.
  Не будем останавливаться на характеристиках, принятого на вооружение  зенитного ракетного комплекса «Панцирь-СА» изображенного на рис.1. Опишем конструкцию, которую транспортер, по нашему мнению, должен иметь после модернизации.

  Рис.1 Зенитный ракетный комплекс «Панцирь-СА». Арктика.
  Несущий корпус транспортера предлагается выполнить из броневой вязкой стали толщиной 6мм.
Задача дальнейшего повышения пулевой и осколочной стойкости корпуса решается путем применения композитов. Кроме оптимизации веса корпуса, композитная броня позволяет увеличить внутренний объем транспортера за счет отказа от наклона бортовых листов. На рис.2 изображен внутренний слой композитной брони, не пробитый бронебойной зажигательной пулей Б-32, калибром 12,7 мм. Слева видны остатки пули в кратере, проплавленном зажигательным составом пули. Справа входное отверстие пули.
img
Рис.2 Внутренняя часть композитной брони после испытаний.

  Для рейдовой машины увеличение внутреннего объема корпуса является особенно актуальным. В виду необходимости большого запаса перевозимых материальных средств, для обеспечения автономного проживания людей и боевых действий в арктических условиях. По принятым правилам, экипаж не покидает машины на зараженной радиацией местности до 5 суток. За полярным кругом известны случаи невозможности выхода людей за пределы машины во время пурги. Ветер может достигать скорости, более 40 м/сек. За сутки пурги, возле машины снежный сугроб наметает высоту более  2 метров.
  С точки зрения баллистики бронебойной пули при применении стальной брони большой наклон листов важен. Однако, при применении композитной брони наклон брони не актуален и в некоторых направлениях подлета пули вреден. На половине углов встречи, отличных от 0, композитная броня перестает работать стабильно, в результате этого вероятность пробития становиться непредсказуемой.
  Для бортовых проекций небольшой, менее 15 градусов, угол наклона брони, исходя из сокращения внутреннего объема, бесполезен даже для стальной брони. Поэтому предлагается применять вертикальные бортовые и кормовые проекции броневой защиты. Исключение может составлять только нижняя лобовая проекция первой и второй секции. Наклон проекции требуется для обеспечения проходимости транспортера на слабых грунтах и гидродинамического профиля при плавании. Также необходим небольшой технологический наклон до 20 градусов верхнего листа лобовой проекции, первой секции.
  Противопульная защита корпуса легкой бронированной техники до уровня защиты Бр-4 ГОСТ Р 50744-95  , как правило, выполняется из основного гомогенного материала корпуса, например, стали или алюминиевого сплава. Это является экономически целесообразным и тактически оправданным.  Могущество действия на цель, 5,45х39 мм патрона с пулей ПП. инд. 7Н10 и 7,62х39 мм патрона с пулей ПС. инд. 57-Н-231, требует толщины стальной брони более 10 мм. Это составляет вес стали свыше 100 кг/м2.
  В результате анализа статистических данных и с учетом мнения экспертов, сделан вывод, что уровень бронирования Бр-4  рейдовой машины, в условиях современного боевого столкновения низкой интенсивности, является недостаточным. Однако с точки зрения аэро мобильности транспортера, государственному заказчику уровень защиты Бр-4 необходим. В случае защиты по уровню Бр-4, применение композитных бронепанелей дает вес брони 72 кг м/кв. Вес монолитной стальной брони в этом случае 126 кг м/кв, вес разнесенной конструкции стальной брони 100 кг м/кв.   При повышении уровня защищенности транспортера до уровня Бр-5 (винтовка СВД, пуля бронебойно зажигательная Б-32, калибр 7,62 мм) возникает возможность снижения общего веса брони за счет применения композитных материалов. Например, для уровня защиты Бр-5: вес гомогенной стальной брони 130 кг м/кв, общий вес стальной брони транспортера в этом случае 13 тн. Вес композитной, аналогичной брони 80 кг м/кв, общий вес композитной брони транспортера 7,5 тн.  
  Экономия веса двухзвенного транспортера 5,5 тн. Это значительная величина для обеспечения полезной нагрузки машины, находящейся в рейдовой операции. На рис.3 изображены образцы композитной брони для защиты от бронебойных пуль Б-32, калибром 12,7 мм и 14,5 мм, подготовленные к испытаниям.
  
Рис.3. Образци композитной брони.

  На рис.4 изображен вид разнесенной бортовой брони на корпусе боевой машины. Для компенсации сложной геометрической формы корпуса, разнесенная броня выполнена в виде небольших пластин по месту крепления.

Рис.4.Корпус боевой машины  с разнесенной броней.

  3.Нейтрализация вторичных осколков внутри транспортера.
  Во всех внутренних отсеках транспортера на броню необходимо установить противоосколочный  подбой. Даже при не пробитии стальной брони, возникает поток мелких осколков. Отсутствие противоосколочного подбоя является прямым путем к выходу из стоя агрегатов транспортера от любых мелких осколков внутренней поверхности брони. Это в экстремальных низких температурных условиях может приводить к гибели экипажа транспортера.
  Подбой предлагается изготавливать из композитного материала без применения аналогов «СВМ», «Русар» (арамидных волокон), так как ткань из арамидных волокон в условиях перепада температур, по мнению автора быстро теряет защитные свойства (2-4 года), а ее стоимость достигает 100000 рублей за 1 м/кв противоосколочного  подбоя.
  Предлагаемая конструкция композитного противоосколочного подбоя на основе полиэтилена и  с термоизоляцией, устанавливается на всю внутреннюю поверхность корпуса транспортера.

  4.Противопульная защита поворотно-сцепного устройства,  энергетических магистралей и скорострельных пушек.
  Противопульная и осколочная защита поворотно-сцепного устройства и энергетических магистралей имеет большое значение, так как даже частичная утрата энергетических коммуникаций между первым и вторым звеньями приводит к утрате боевой ценности всего комплекса, также это ставит под угрозу выживание экипажа. На рис.5. изображен аналог корпуса подвижного защитного устройства для энергетических магистралей транспортера.

Рис.5 Аналог, защиты поворотно-сцепного устройства и магистралей.
  Суммарная площадь деталей бронированного защитного устройства примерно 1м/кв. Предлагаемое устройство имеет четыре степени свободы.  
  Устройство выполнено в виде трехслойного тоннеля, состоящего из набора плоскопараллельных броневых пластин соединенных подвижными втулками. Верхний слой служит для защиты от грязи и образования льда. Второй и третий слои выполнены из броневой стали и противоосколочного композита. Противопульная защита поворотно-сцепного устройства и магистралей весит 40 кг м/кв.
  Защита скорострельных пушек, имеет аналогичный характер с защитой энергетических магистралей. Дополнительно пушки имеют устройства терморегуляции  стволов и автоматики. Терморегулирующее устройство для пушек изготавливается из композиционных материалов с жидкостным наполнителем. Устройство автоматически поддерживает температуру артиллерийского комплекса на марше и в бою в диапазоне от -20 С до +100 С. При температуре окружающего воздуха от -60 С до +40 С. Применяемый композиционный материал на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена для защиты энергетических магистралей и пушек, физическими свойствами своей поверхности препятствует образованию льда.

  5.Повышение комфортабельности обитаемого пространства транспортера за счет применения облегченных изделий из композиционных материалов.
   В российских образцах техники до недавнего времени традиционно комфорт человека, управляющего машиной, обеспечивался по остаточному принципу. Широко известны исследования ученых, в том числе и военных посвященных данной проблематике. Например: увеличение времени реакции утомленного человека на 0,1 секунды ведет к повышению вероятности аварии у водителей на 10%. При суточном марше с закрытыми люками возможность обнаружения целей для оружия или опасной дорожной ситуации снижается от 40%  до 60 %.
  Человек является интегратором и регулятором тактических и технических характеристик машины. Человеческое звено остается наиболее слабым компонентом системы «человек  - машина».
  Температура воздуха внутри не термостатированной утеплителем машины, становится болезненной для экипажа уже при наружной температуре воздуха ниже  – 20 С. При этом влажность в машине может достигать 75%  или 95%.
  Эти условия приводят к повышению уровня простудных заболеваний, заболеваниям кожи и глаз, к обморожениям рук и ног, что сказывается на боевой эффективности вооружения.
  В условиях низких температур большое  значение имеет термостатирование обитаемого пространства корпуса транспортера. Длительное нахождение людей в сидячем обездвиженном положении при резком послойном перепаде температур в обитаемом отсеке приводит к потере боеспособности. В существующих образцах российской бронированной техники при температурах наружного воздуха ниже -20 С на полу машины не тает снег, а на уровне головы сидящего человека температура воздуха достигает +20 С. В таких условиях о долговременной работоспособности экипажа речи идти не может. При длительном марше или привале личный состав должен иметь возможность снять теплую одежду и обувь для просушки от пота и снега.  
  Воздушная атмосфера обитаемого отсека должна быть сухой и теплой от пола до потолка. Наряду со специальными агрегатами фильтрации, подогрева и осушки воздуха большое значение имеет термоизоляция корпуса. При ее неправильном расчете любые осушительные системы со своей задачей не справятся.
  Точка росы теплоизоляционного материала на корпусе при перепаде температур от -60 С до +20 С не должна находиться внутри обитаемого пространства транспортера. Толщина теплоизоляции не должна значительно влиять на полезный внутренний объем транспортера. Теплоизоляция не должна выделять ядовитых газов и поддерживать горение. Срок службы теплоизоляции не должен быть меньше 10 лет. Вес теплоизоляции должен быть минимальным.
  Таким комплексом свойств в отдельности не обладает ни один из известных материалов. Поэтому предлагаются специальные конструкторские решения с использованием многослойных композитов. На рисунке 6 изображена знаменитая «Харьковчанка». Это техника покорителей антарктического континента 50-х годов. Внутренняя компоновка обитаемого отсека экстремального транспортного средства заслуживает внимания и сейчас.


Рис.6. Внутренняя компоновка обитаемого отсека антарктического транспорта.

  6.Использование композитных емкостей для воды бытового назначения.
  Композитные емкости для жидкостей, в том числе для питьевой воды, имеют вес в два раза меньше, чем металлические. Могут изготавливаться сложной формы. Легко ремонтируются при сквозных пробоях. Не подвержены повреждению льдом при замерзании воды. В незаполненном виде не занимают место.
  В качестве основного хранилища запаса питьевой воды (100л) предлагается использовать три мягких плоских емкости. Местом расположения емкостей являются борт и пол транспортера. Емкости подвешиваются и фиксируются сетками. Служат дополнительной теплоизоляцией и противоосколочной защитой. Имеют систему внутреннего электрического подогрева электропроводной углетканью. Собственный вес  емкостей 5 кг.
  На рисунке 7 изображен аналог мягкого бака для воды и технических жидкостей с термоизоляцией.  Такие емкости могут изготавливаться любого размера и геометрической формы. Как например на рисунке 8.

Рис.7. Аналог мягкого бака для воды и технических жидкостей с термоизоляцией.
  На рисунке 8 изображен мягкий бак сложной геометрической формы.

Рис.8. Композиционный бак сложной геометрической формы.

Дополнительная питьевая емкость на 20 л располагается в моторном отсеке транспортера. Эта емкость имеет конструкцию, пригодную для снеготаяния с использованием температуры выхлопных газов двигателя.

  7.Использование композитных емкостей для дизельного топлива и масла.
  Композитные емкости для дизельного топлива и масел имеют вес в три - четыре раза меньше, чем металлические. Могут изготавливаться сложной формы, что важно для экономии места. Легко ремонтируются при сквозных пробоях. В пустом виде не занимают много места.
  В качестве основного хранилища  предлагается использовать  четыре мягких, плоской формы емкости. Местом расположения емкостей избрано в двух вариантах. Наружная поверхность крыши и наружная поверхность бортовой проекции.
  Расположение емкости на наружной проекции транспортера позволяет использовать слой топлива как дополнительную защиту от пуль и осколков. Известно, что 100 мм жидкости полностью лишает осколки размером до 4 мм пробивной способности, а пули значительно изменяют траекторию движения.
  Баки имеют многослойную конструкцию, разделенную на герметичные отсеки. Помимо основного назначения хранения топлива слои конструкции баков имеют следующие свойства.
1).Слой самозатягивания отверстия от пули. Этот слой изготавливается из материала, имеющего свойство быстро разбухать под действием вытекающего из отверстия дизельного топлива.  
2). Слой поглощения и рассеивания радиолокационного луча от разведывательных и ударных средств противника.
3). Слой термоизоляции для защиты топлива от низких температур выполняется из негорючего материала малой плотности.
4).Система внутреннего подогрева топливного бака. Внутренний подогрев топлива производится от электрического нагревательного элемента на основе угольной токопроводящей ткани. Имеется аварийные устройства для применения химических одноразовых термоэлементов разогрева топлива и для применения факела открытого огня. Трубки для перекачки топлива изготовлены со съемной термоизоляцией, имеют систему индивидуального электрического подогрева на основе угольной токопроводящей ткани и аварийного разогрева открытого огня.
5)Каждый бак оборудован индивидуальной автоматической системой пожаротушения на основе генератора огнетушащего аэрозоля.
6).Система крепления бака к корпусу позволяет осуществить быстрый сброс бака на землю.
Собственный вес емкостей около 10 кг.
7).В моторном отсеке транспортера монтируется расходный топливный бак металлической конструкции. Внутри бака находится устройство предотвращения взрыва воздушно-топливной смеси. Наружная поверхность бака покрыта слоем материала для затягивания отверстия от пули. Бак имеет  предпусковой подогреватель и термостат для использования выхлопных газов двигателя.
Бак оборудован индивидуальной автоматической системой пожаротушения и предотвращения взрыва. Масляный бак имеет аналогичную конструкцию.

  8.Разработка системы удаления фекалий и приготовления пищи.
  Человек выделяет в сутки три литра воды и 0,5 кг кала. Вода выделяется в виде пота и при дыхании человека 1,5 литра, в виде мочи 1,5 литра. При минимальном сроке работы с закрытыми люками, например  трое суток пурги. Экипаж из пяти человек выделяют 6 кг кала и 23 литра мочи, всего более 30 литров ядовитых отходов. Нужно учитывать и занос снега на одежде и обуви. Такое количество отходов серьезно сокращает жизненное пространство экипажа и отравляет воздух.
  Рейдовая техника арктического назначения должна иметь встроенные системы удаления фекалий и влаги из жилого отсека. При температуре наружного воздуха -50 С, оправление естественных надобностей человека вне помещения не возможно. Необходимо учитывать и вероятность заражения наружного воздуха отравляющими веществами и радиацией.
  На рисунке 9 изображено устройство для приема мочи и кала. Устройство сконструировано для применения в стесненных условиях жилого отсека с ограниченным воздухообменом. В настоящее время применяется в летательных аппаратах.

Рис.9. Устройство для приема мочи и кала из композитных материалов.
  Прием твердых и жидких фекалий производится раздельно. На рисунке через шланг с гигиенической насадкой желтого цвета, моча попадает в пластиковый моче сборник. Из моче сборника моча периодически удаляется наружу через бортовой подогреваемый электричеством клапан. Твердые фекалии попадают в индивидуальный, одноразовый пластиковый пакет, который сразу выбрасывается или складируется. Устройство приема фекалий может складываться в плоский вид и имеет вес менее 2 кг.
  Рейдовая машина должна комплектоваться устройством для приготовления пищи двух типов. С возможностью работы от электричества и от жидкого топлива. Устройство должно быть легким, герметичным, устойчивым к критическим наклонам машины и с пожарной безопасностью. Подобные кухни применяются на флоте, однако в данном случае необходимо минимизировать вес и объем за счет применения композитов. Кастрюли, сковорода, чайник, тарелки и стаканы должны быть выполнены в конструкции «непроливайки». Нужно помнить, что полевых кухонь и пищеблоков в арктическом регионе нет.

  9.Размещение запасов в подвижных, прицепных устройствах.
Вопрос о размещении в бронированном корпусе рейдовой машины запасов различного назначения на 30 суток, не актуален в виду невозможности исполнения. Также не актуальны и надежды на доставку необходимых припасов регулярным рейсом вертолета. Первое ограничение это арктическая погода, второе ограничение противодействие противника. Решением этой проблемы является прицепные сани. Или по-другому, балок на санном ходу. Металлические полозья должны быть покрыты слоем сверхвысокомолекулярного полиэтилена. Балок должен иметь несущий противоосколочный бронированный корпус. Утепление и систему аварийного подогрева. Внутри должно быть предусмотрено место для размещения двух человек, например раненых или эвакуируемых с погибшей техники. Балок должен обладать положительной плавучестью. Грузоподъемность балка от 3 тн до 7 тн. Собственный вес композитного балка примерно 1тн или 2 тн. Для обеспечения проходимости тягача, в сложном месте дороги балок вытягивается лебедкой.  
  Вопросы, рассмотренные в настоящей статье, Составляют лишь небольшую долю тех проблем, которые поставила перед военными организациями Арктика, со своими особыми климатическими и физико-географическими условиями и которые требуют внимательного изучения и обязательного решения.

Б. А. Карпунькин
Полный текст статьи, опубликован в журнале «Армейский сборник» №5, 2019г.