rubicon


Рубикон

Хроники резидента точки бифуркации


Previous Entry Share Next Entry
Индустриальный щит Родины. Урок второй: думать нужно до боя
rubicon
К 70-летию Великой Победы
Накануне Великой Отечественной войны было освоено броневое литье, воссоздан метод автоматической сварки под слоем флюса
victory_70_2015_006

В предшествующей статье мы говорили об успешной адаптации заимствованной в США системы поточно-конвейерного производства автомобилей и тракторов к советским условиям. Однако напрямую использовать эту систему для выпуска танков оказалось невозможно прежде всего в силу огромных отличий в предъявляемых к боевым и гражданским машинам требованиях.

Напомним, что на серийных отечественных танках того времени типа БТ или Т-28 использовались двигатели мощностью 400–500 лошадиных сил, в то время как на тракторах и автомобилях – не более 100 лошадиных сил. Это означало совсем другие нагрузки на трансмиссию и ходовую часть и, следовательно, другие методы изготовления. Но главное – автотракторные технологии совершенно не годились для выпуска броневых корпусов и башен. Полученные из-за рубежа автоматы контактной сварки отлично справлялись с автодеталями из конструкционной стали, но были бессильны перед листами даже относительно тонкой противопульной брони. Броневые конструкции приходилось собирать на заклепках либо в лучшем случае при помощи ручной дуговой сварки. И второй, и особенно первый процессы отличались неимоверной трудоемкостью. Не случайно именно в 30-х годах на танкостроительных заводах сложилась поговорка: «Есть бронекорпус – есть танк».

Тем не менее в течение первого же года Великой Отечественной войны все необходимые для поточно-конвейерного производства бронетехники технологии и материалы появились как по мановению волшебной палочки. В промышленности, как известно, чудес не бывает. Новации опирались на уникальные научные разработки, самостоятельно выполненные в СССР и подготовленные к серийному применению как раз в то время, когда Германия громила Польшу и Францию. Не пытаясь объять необъятное, приведем лишь несколько самых ярких примеров.
Броневой шедевр: сталь 8С

Купить или украсть отработанную марку противоснарядной броневой стали в довоенный период не представлялось возможным хотя бы потому, что ее еще только создавали. Немногочисленные же наработки хранились пуще глаза, к ним не допускались не только вероятные противники в будущей войне, но и ближайшие союзники.

  “ Отливка одной башни Т-34 занимала пять – семь суток и была невозможна без высококлассных формовщиков ”

В дореволюционной России и затем в СССР выплавка броневых сталей была отделена от танкостроения и сосредоточена в судостроительной промышленности, прежде всего на Ижорском и Мариупольском заводах. Исторически сложилось так, что первыми еще во второй половине XIX века в броню «оделись» боевые корабли, соответственно и выпуск ее предназначался в первую очередь для флотских нужд. Поэтому не случайно в годы Первой мировой войны именно эти предприятия поставляли стальную защиту для бронеавтомобилей и бронепоездов. Кстати сказать, по противопульной стойкости русский металл того времени не уступал лучшим зарубежным аналогам.

В 30-х годах Ижорский, Мариупольский и Кулебакский заводы обеспечивали броневым прокатом всю танковую отрасль СССР. Легированный металл с высоким содержанием углерода (до 0,5%) и твердой цементированной поверхностью гарантировал заданную военными стойкость при обстреле из винтовок и пулеметов. Однако как показали опыт войны в Испании и собственные полигонные испытания, это не соответствовало требованиям предстоящей войны. И дело не только в том, что уже была необходима противоснарядная защита, способная устоять при обстреле хотя бы малокалиберной артиллерии. Не меньшее значение имели и технологические параметры. А они оставляли желать лучшего, и это мягко сказано: из-за сложности процессов поверхностного упрочения и термической обработки в брак уходило до 90 процентов броневых деталей!

Создание противоснарядной танковой брони потребовало новой организации дела. В 1936 году на Ижорском и Мариупольском заводах были созданы две центральные броневые лаборатории (№ 1 и № 2) с широкими исследовательскими возможностями. В 1939-м они объединились в главный советский броневой институт – НИИ-48 во главе с А. С. Завьяловым.

victory_70_2015_005

Концентрация усилий и бесчисленные опыты позволили разработать и в 1939–1940 годах внедрить в серийное производство несколько новых марок броневого танкового металла, в их числе знаменитую сталь 8С. Она была создана в ЦБЛ-2 под руководством Г. И. Капырина и первоначально освоена на Мариупольском заводе. В дальнейшем 8С выпускалась многими металлургическими предприятиями нашей страны, именно из нее были изготовлены вертикальные (подверженные снарядному обстрелу) детали корпусов всех советских «тридцатьчетверок». Кроме этого, сталь 8С применялась на САУ и в лобовой проекции некоторых легких танков. В общем, это был советский броневой металл № 1 периода Великой Отечественной войны.

В отличие от предшествующих образцов сталь 8С являлась гомогенной (однородной по составу) и потому относительно простой в производстве. Прекрасная стойкость при обстреле высокоскоростными бронебойными снарядами малокалиберной артиллерии обеспечивалась закалкой на высокую твердость.

Пониженное по сравнению с немецким броневым металлом содержание углерода давало хорошую свариваемость деталей из стали 8С. Не случайно в танке Т-34 почти все соединения броневых деталей были изначально запроектированы как сварные.

Вопреки широко распространенному мнению сталь 8С отнюдь не превосходила немецкий металл начального периода войны по содержанию дорогостоящих легирующих веществ, таких, например, как никель. Совсем наоборот: высокая пластичность, ударная вязкость и стойкость нашего металла при многократном обстреле объяснялись отлично подобранным «букетом» различных и по большей части недорогих легирующих добавок и уникальными технологиями термической обработки. Благодаря умеренному расходу дефицитных ферросплавов советские заводы смогли значительно увеличить объемы выплавки броневой стали. В Германии о необходимости перехода на экономнолегированные броневые стали задумались только в 1942–1943 годах.

Вообще надо сказать, что броневое дело накануне войны стояло в СССР выше, нежели в Германии. Интересный пример: в октябре 1939 года советская делегация во главе с И. Ф. Тевосяном (в годы войны – нарком черной металлургии) проводила переговоры о возможности покупки немецкой броневой стали (в данном случае корабельной). Технические требования взяли из реально действовавших на Ижорском и Мариупольском заводах, причем в несколько сниженном варианте. Однако представитель немецкой стороны, директор крупповского НИИ, известный металловед и автор знаменитой книги «Специальные стали» Э. Гудремон после тщательного изучения документации заявил: «Господа, вам, вероятно, не приходилось изготавливать и сдавать броню. По таким техническим условиям ни одна фирма в мире не может поставить броню из-за чрезмерно высоких требований по противоснарядной стойкости».
Технология для военного времени

В довоенный период отечественные методы выплавки броневого металла отличались медлительностью и немалой трудоемкостью. Сталь варили в небольших мартеновских печах с кислым подом: либо монопроцессом из чистого древесноугольного чугуна, либо дуплекс-процессом (основная + кислая печи) из рядового коксового чугуна. Монопроцесс на высокопроизводительных крупных мартенах с основным подом считался невозможным из-за строгих требований к чистоте финального продукта. Поскольку древесноугольного чугуна в СССР производилось немного, господствовал дуплекс-процесс. Тем не менее на случай военного времени на Ижорском, Мариупольском и Кулебакском заводах в 1936–1940 годах был проведен ряд опытных плавок в основных печах. Накопленного опыта оказалось достаточно для решительных действий в первые месяцы войны: уже в июле 1941 года на Магнитогорском металлургическом комбинате начался (по инициативе и под руководством ученых НИИ-48) переход на работу основным процессом. Первая плавка была получена 23 июля. В сентябре броневую сталь выдала основная мартеновская печь большой мощности Кузнецкого металлургического комбината. В октябре по приказу наркома черной металлургии все производство броневых марок стали в СССР было переведено на основной процесс. Итог: производительность действующих агрегатов выросла почти вдвое.
Броня из литейных цехов

Преимущества крупных броневых деталей, отлитых из жидкой стали, понятны и очевидны. Во-первых, они более надежны под снарядным обстрелом из-за отсутствия ослабленных зон вблизи сварных швов. Во-вторых, броневое литье менее трудоемко по сравнению со сборкой и сваркой броневых узлов из катаной стали. Оно позволяет высвободить для других надобностей прессовое, сварочное и прочее оборудование. И наконец, последнее, но весьма важное обстоятельство: в отливках легче добиться рациональной дифференциации толщины брони, усиливая наиболее подверженные обстрелу участки и ослабляя прочие.

Урок второй: думать нужно до боя

Нельзя сказать, что подобная технология являлась чем-то принципиально новым: литая башня устанавливалась еще на французских танках «Рено FT» выпуска 1918 года. В межвоенный период танкостроители Франции широко использовали литые башни и детали корпуса на легких танках «Рено» R-35, «Гочкисс» Н-35 и среднем S-35. Не пренебрегали броневым литьем и наши англо-американские союзники.

Но нельзя забывать, что литейное дело применительно к броневой стали имело множество нюансов. Относительно простой считалась отливка деталей с последующей обработкой на низкую и среднюю твердость, как это имело место на американских, британских и некоторых французских танках. Более сложной являлась закалка литья на высокую твердость. В СССР и Германии для защиты средних танков в конце 30-х годов была выбрана броня высокой твердости. Поэтому немецкие металлурги предпочли не рисковать и вплоть до 1945-го использовали отливки лишь для относительно небольших деталей, таких как пушечные маски или командирские башенки.

Советские специалисты пошли на осознанный риск и приступили к освоению броневого литья с последующей закалкой на высокую твердость. Начиналось все с робких попыток 1937–1938 годов по отливке броневых пушечных масок центральной башни танков Т-35 на Харьковском паровозостроительном и Мариупольском металлургическом заводах. Затем, в 1938-м для первого в СССР танка с противоснарядной защитой Т-46-5 была изготовлена литая башня. В 1939–1940 годах опыты броневого литья возглавил НИИ-48, что позволило к июню 1941-го организовать серийное производство литых башен и бронемасок для танков КВ, а для Т-34 – башен, носовых балок, крышек люка водителя, защиты пулемета ДТ, защиты картера и оснований смотровых приборов. Если для тяжелых боевых машин использовалась броня средней твердости, то для «тридцатьчетверок» – литой вариант стали 8С высокой твердости.

Поначалу технология броневого литья не отличалась совершенством. К примеру, в довоенном Мариуполе башни Т-34 формовались вручную в сухих формах. Отливка одного изделия занимала пять – семь суток и была невозможна без высококлассных формовщиков. Поэтому неудивительно, что накануне войны харьковские и мариупольские металлурги изучали возможности цеха крупного стального литья Уралвагонзавода с его машинной формовкой и конвейерной заливкой форм.
Автоматическая сварка

Электрическая сварка для соединения броневых конструкций привлекла внимание отечественных танкостроителей еще в 1930 году, когда на Ижорском заводе появилась специальная опытная группа. По сравнению с креплением броневых листов на уголках с помощью заклепок новая технология выглядела более чем привлекательной. Путь от намерений до серийного производства занял несколько лет: в выпуске корпусов и башен танков Т-26 электросварка была внедрена лишь в 1935 году, а танков БТ – к началу 1937-го. Дело сопровождалось массой проблем: в ходе прошедшей в 1938 году на Ижорском заводе конференции технологи печально констатировали, что почти все сварные конструкции поражены трещинами. Металлургам пришлось корректировать состав броневой стали марки 2П (противопульной), чтобы улучшить ее свариваемость. Сталь 8С, как уже упоминалось, изначально рассчитывалась на сварные соединения.

При всей прогрессивности перехода от клепаных конструкций к сварным необходимо учитывать, что ручная сварка не могла обеспечить поточно-конвейерное производство танков как в силу недостаточной производительности, так и по причине острой нехватки в СССР высококвалифицированных сварщиков. Автоматов же для сварки металлов больших толщин Советский Союз приобрести не смог, хотя в мире они уже имелись, например в США.

По этой же причине серьезные проблемы возникли не только в танковой промышленности, но и в других машиностроительных отраслях. Например, по проекту Уралвагонзавода 30 процентов всех сварочных операций на вагонных конвейерах должны были выполнять автоматы и полуавтоматы. На момент пуска предприятия в 1936 году последних в цехах УВЗ вообще не было.

Инициатором освоения автоматической дуговой сварки стал Институт электросварки Академии наук УССР под руководством Е. О. Патона. Известно, что по его предложению весной 1936-го в Киеве была созвана специальная конференция. По ее итогам 23 мая того же года в Наркомате тяжелой промышленности издан приказ о развитии автоматической сварки и определены шесть промышленных баз для ее внедрения: мариупольский завод «Азовсталь», ленинградская Северная верфь, киевский сварочный комбинат треста «Оргометалл», а также вагоностроительные заводы: «Красный Профинтерн», Мытищенский и Нижнетагильский.

Новое дело потребовало нескольких лет работы, и к середине 1940 года сотрудники киевского института сумели самостоятельно воссоздать метод автоматической сварки под слоем флюса, запатентованный в 1936-м американской фирмой «Линде». Технологией нового процесса в институте занимался В. И. Дятлов, специальное оборудование разрабатывал П. И. Севбо. Выпуск автоматических сварочных головок системы П. П. Буштедта в 1940 году наладил ленинградский завод «Электрик». На Уралвагонзавод комплект оборудования для автоматический сварки под слоем флюса поступил весной 1941-го.

Однако и американцы, и сотрудники патоновского института использовали свой метод для соединения деталей из конструкционной стали, для сварки брони он нуждался в серьезном усовершенствовании. Именно этим в начале 1941 года занялись ученые НИИ-48 совместно с работниками Ижорского завода. К лету благодаря введению во флюс ферротитана и ферросилиция удалось добиться стабильно высокого качества сварного шва броневых конструкций. Это позволило внедрить в серийное производство автоматическую сварку нескольких узлов танка Т-50. Был также разработан технологический процесс автоматической сварки прямолинейных швов танка КВ, но освоить его не удалось из-за эвакуации предприятия.

Параллельно с Ижорским заводом автоматическая сварка брони под слоем флюса вводилась на Харьковском танковом заводе № 183. Мы не знаем точно, принимали ли сотрудники НИИ-48 или Института электросварки непосредственное участие в этом. Достоверно известно лишь то, что чертежи автомата харьковчане получили от Института электросварки и самостоятельно изготовили три установки типа R-72. Одна из них была запущена и использовалась для сварки бортов танка Т-34 с днищем подкрылка, две другие до перемещения завода в Нижний Тагил установить не успели. По свидетельству директора завода Ю. Е. Максарева, академик Е. О. Патон присутствовал на испытании первого автомата. Новый метод продемонстрировал великолепное качество: при испытании сваренной конструкции снарядным обстрелом оказался разбит не шов, а броневой лист.

На Уралвагонзаводе первая установка автоматической сварки появилась еще весной 1941-го и предназначалась для соединения длинных вагонных деталей. После начала войны сотрудники Института электросварки не тратили времени даром и к октябрю сумели переналадить установки Р-70 вагонного производства для работы с бортами танков.

Остается добавить, что 6 ноября 1941 года нарком танковой промышленности В. А. Малышев, будучи в Нижнем Тагиле, подписал приказ № 0204/50, содержащий предписание всем предприятиям отрасли: «В связи с необходимостью в ближайшее время значительно увеличить производство корпусов для танков и недостатком квалифицированных сварщиков на корпусных и танковых заводах единственно надежным средством для обеспечения выполнения программ по корпусам является применение уже зарекомендовавшей себя и проверенной на ряде заводов автоматической сварки под слоем флюса по методу академика Патона. Считаю необходимым в ближайшее время всем директорам корпусных и танковых заводов серьезно заняться внедрением автоматической сварки для изготовления корпусов танков».
P.S. Существенное добавление

Соединение освоенных в гражданском секторе принципов поточно-конвейерного производства и новейших оборонных технологий – задача невероятной сложности. Но в СССР имелся соответствующий «инструмент» для ее решения, скрытый под шифром 8ГСПИ. Он был создан в Ленинграде в 1933 году. Название «Государственный союзный проектный институт № 8» (8ГСПИ) появилось в 1937-м. Все отечественные довоенные танковые и танкомоторные заводы были построены либо модернизированы по проектам 8ГСПИ. Работать институту приходилось в условиях подчас экстремальных. Так, в 1935–1939 годах проектирование корпуса дизельного производства на Харьковском танковом заводе и разработка технологий под новейший двигатель В-2 велись одновременно с созданием самого дизеля, так что 8ГСПИ можно смело включать в число создателей мотора танков Т-34, КВ и ИС. Сфера деятельности института распространялась далеко за пределы собственно проектирования. В появившемся в 1935 году при 8ГСПИ Центральном бюро стандартизации и взаимозаменяемости вырабатывались все стандарты и нормали в области инструментов, приспособлений, штампов, а также деталей и узлов танков. Институт обеспечивал армию и ремонтные заводы нормативными материалами на ремонт самых массовых довоенных танков типа Т-26 и БТ, а также их моторов.

И еще один факт. Совместно с технологами Харьковского паровозостроительного завода специалисты 8ГСПИ спроектировали и в 1933–1934 годах пустили в действие первый в СССР и в мире конвейер финальной сборки танков типа БТ. Один из руководителей и организаторов этого события – Г. З. Павлоцкий в 1935 году был назначен директором еще не достроенного, но готовящегося к пуску крупнейшего предприятия поточно-конвейерного типа – Уральского вагоностроительного завода. Через шесть лет он превратится в Уральский танковый завод № 183 – главный производитель «тридцатьчетверок».

И в этом нет ничего случайного. Чтобы победить, думать нужно до боя.
Сергей Устьянцев,
кандидат исторических наук, научный редактор ОАО «НПК «Уралвагонзавод»
http://vpk-news.ru/articles/22453






?

Log in

No account? Create an account