За движение по второму пути особенно активно выступал начальник отдела главного конструктора НКТП С. Гинзбург. Он мотивировал свою позицию тем, что существующий танк КВ «недостаточно технологичен и в существующем виде непригоден для массового выпуска в условиях военного времени». По его мнению, в условиях войны танки КВ и Т-34 должны быть заменены неким единым танком, обладающим массой не свыше 32 т, с броней не ниже 60-75-мм в лобовых проекциях и имеющим вооружение из 76-мм пушки и двух пулеметов. При этом скорость машины на местности должна была составлять около 20-25 км/ч, а максимальная - не ниже 45 км/ч. По мнению Гинсбурга, наличие такого единого танка позволило бы не только снизить трудоемкость его изготовления, но и значительно упростить вопросы ремонта, а также снабжения и комплектования танковых частей. Нарком танковой промышленности В. Малышев разделял подобную точку зрения, но только в случае, если новый танк должен был быть дешевле и проще в изготовлении не только КВ, но и Т-34, а освоение его производства не снизило бы общего выпуска танков.
Сегодня можно только предполагать, когда тактико-технические характеристики на новый «средний танк усиленного бронирования» поступили в конструкторские бюро ЧКЗ. Однако уже 6-11 декабря 1941 г. эскизный проект новой машины, получившей обозначение КВ-13, был рассмотрен представителями Автобронетанкового управления (АБТУ) Красной армии.
Работами по проектированию КВ-13 сначала руководил главный конструктор ЧКЗ С. Махонин, а затем главный конструктор НКТП Ж.Котин. Основные теоретические работы по машине возглавлял ведущий инженер, один из старейших и опытных конструкторов Кировского завода Н. Цейц. Оригинальный по форме корпус разрабатывала группа конструкторов под руководством инженеров К. Кузьмина и С. Мицкевича, а общей компоновкой машины занимался Г. Москвин. Кроме того, в проектировании различных узлов и агрегатов КВ-13 участвовали А. Ермолаев, К. Ильин, М. Креславский, Е. Дедов, Б. Красников, Г. Рыбин, В. Торотько, Н. Синев и другие.
Первоначально проект именовался как «скоростной танк усиленного бронирования». При его разработки планировалось решить следующие задачи:
«Дать проект боевой машины среднего веса, соединяющей способности широкого и быстрого маневра с силой лобового удара, а также упростить производство наиболее трудоемких деталей — корпуса, башни, трансмиссии». В соответствии с поставленными задачами масса KB-13 была определена в пределах до 30 т, скорость до 65 км/ч, а броневая защита лобовой части должна была выдерживать огонь 88-мм зенитных орудий Flak 36/37.
Проект КВ-13 («объект 233») произвел на военных двойственное впечатление. Группа конструкторов под руководством С. Махонина предлагала, казалось бы, невероятное: вместо 48-тонного КВ-1 выпускать 30-тонный КВ-13, но защищенный броней толщиной не менее 75 мм и при этом обойтись без броневого проката большой толщины. Расчетная величина максимальной скорости нового танка составляла 60-65 км/ч - то есть, налицо была попытка угодить этой машиной всем требованиям военных и производственников. Согласно пояснительной записке к проекту, военные, приняв на вооружение КВ-13, получали средний танк с бронированием тяжелого, подвижностью легкого и стоимостью почти на треть меньшей, чем серийный Т-34. Это было похоже на чудо.
«Это казалось невероятным для всех. Помню, как во время одного собрания Цейц раз пять подходил к телефону и отвечал каким-то начальникам из Москвы, что все заявленные характеристики «тринадцатого» проверены расчетами... Танк нравился, смущал только его номер. Но тут Котин сказал, что коммунисты - люди не суеверные и что, напротив, новый танк будет успешным», - вспоминал Л. Горлицкий.
Трудно сказать, какие выводы сделал начальник Автобронетанкового управления в декабре 1941-го, но уже в январе 1942 г., заместитель начальника БТУ АБТУ Красной армии военный инженер 1-го ранга Алымов, в справке на имя заместителя наркома танковой промышленности Ж. Котина писал:
«При составлении плана опытных работ на 1942 г. прошу Вас включить следующие ориентировочные работы БТУ ГАБТУ КА:
Танк КВ-13 - переходящий с 1941 г. - окончание, изготовление опытного образца на Кировском заводе к 1 мая 1942 г.».
В марте 1942 г. на основании приказа по Наркомату танковой промышленности № 55 от 23 марта 1942 г. на базе бывшего Опытного завода ЧТЗ был создан Опытный танкомоторный завод № 100, которому были переданы все работы по «объекту 233». Разработка технического проекта танка и его изготовление теперь лично курировал главный конструктор НКТП Ж. Котин.
Конструкция КВ-13 была оригинальна тем, что впервые для отечественного танкостроения лобовая часть его корпуса проектировалась литой, так как это позволяло значительно снизить массу при сходной защищенности и упростить техпроцесс сборки наиболее трудоемкого узла.
КВ-13 в период испытаний. Осень 1942 года. |
В канун 8 марта (этот день тогда считался рабочим) 1942 г. А. Ермолаев докладывал наркому танковой промышленности, что
«разработана компоновочная схема нового танка, в котором за счет применения жидкой брони, уплотнения компоновки, сокращения габаритов корпуса и башни, удалось значительно уменьшить вес тяжелого танка до уровня среднего».
Проектируемый танк КВ-13 имел классическую схему общей компоновки и конструктивно был разделен на четыре отделения: управления, боевое, моторное и трансмиссионное.
Отделение управления располагалось в передней части корпуса танка. В нем находились: рабочее место механика-водителя, расположенное в центре отделения: приводы управления, контрольные приборы; два воздушных баллона; два топливных бака; запасные части, инструмент и принадлежности ЗИП. Под сиденьем механика-водителя в днище машины имелся аварийный люк, закрывавшийся броневой крышкой. Механик-водитель вел наблюдение через смотровой лючок, расположенный в лобовом листе, который в боевых условиях закрывался броневой крышкой со смотровой щелью с защитным стеклом триплекс. Кроме того, в крыше отделения управления было установлено два боковых зеркальных смотровых перископических прибора.
Боевое отделение располагалось в средней части танка. В нем находились рабочие места командира танка (он же наводчик) - слева от пушки и заряжающего - справа; основная часть боекомплекта (на полу боевого отделения и в бортовых нишах) и четыре аккумуляторные батареи. Верхнюю часть боевого отделения составляла вращающаяся башня, с установленными в ней пушкой и спаренным пулеметом, механизмами наводки, прицельными приспособлениями и приборами наблюдения. Кроме того, на правом борту башни размещалась радиостанция, а в ее кормовой нише укладывалась часть боекомплекта. Для посадки и выхода всех членов экипажа в крыше башни имелся один люк, закрывавшийся откидной крышкой на петлях. Для наблюдения за полем боя в крыше башни у бортов и в кормовой нише устанавливались четыре зеркальных смотровых перископических прибора, кроме того, для наблюдения наводчик (командир танка) мог использовать перископический прицел ПТ-4-7, а заряжающий - командирский панорамный прибор ПТК.
Моторное отделение располагалось за боевым и было отделено от последнего моторной перегородкой. В нем вдоль продольной оси машины па специальной раме устанавливался двигатель с главным фрикционом. По бокам от двигателя, вдоль бортов корпуса размещались два воздушных фильтра (у моторной перегородки), два масляных радиатора и два масляных бака. Над вентилятором системы охлаждения, установленным на корпусе главного фрикциона, был смонтирован подковообразный пластинчатый водяной радиатор. Для доступа к двигателю изнутри машины в моторной перегородке были сделаны специальные люки, а для доступа к фильтрам, масляным радиаторам и заливным горловинам масляных баков в крыше моторного отделения имелись два люка, закрывавшихся откидными броневыми крышками на петлях и крепившихся к корпусу машины болтами. Кроме того, на моторной перегородке устанавливался ручной привод инерционного стартера.
Трансмиссионное отделение было расположено в кормовой части корпуса за моторным отделением. В нем размещались коробка передач, бортовые фрикционы с тормозами и бортовые редукторы. В наклонной крыше трансмиссионного отделения для доступа к агрегатам трансмиссии имелись два люка, закрывавшихся откидными крышками на петлях.
Основное оружие танка состояло из 76,2-мм пушки ЗИС-5 обр. 1941 г. с клиновым затвором и полуавтоматикой механического (копирного) типа. Длина ствола пушки составляла 41,5 калибра. Противооткатные устройства включали гидравлический тормоз отката и гидропневматический накатник. Для улавливания гильз, выбрасываемых из казенника после выстрела, на специальном кронштейне в задней части корыта люльки пушки устанавливался гильзоулавливатель (брезентовый мешок), в который помещалось до восьми гильз. С пушкой был спарен 7,62-мм пулемет ДТ, устанавливавшийся с ней в единой маске. Углы наводки спаренной установки по вертикали составляли от -5 до +25°. Наводка по горизонтали обеспечивалась с помощью МПБ, имевшего ручной и электромоторный приводы. Для производства выстрела использовались ручной и ножной спусковые механизмы.
Для наводки в цель спаренной установки применялись танковый телескопический прицел ДТ-7 (9Т-7) и танковый перископический прицел ПТ4-7. Для стрельбы в ночных условиях прицельные шкалы и перекрестье прицела ДТ-7 имели электрическую подсветку.
Боекомплект состоял из 57 - 65 унитарных выстрелов к пушке и 945 патронов (15 дисков) к пулемету ДТ. Для стрельбы использовались выстрелы с бронебойно-трассирующими снарядами и осколочно-фугасными гранатами от 76,2-мм дивизионной пушки обр. 1939 г., которые укладывались в кассетах серийного типа, устанавливавшихся на днище боевого отделения. Диски к пулемету ДТ укладывались в боевом отделении в боковых нишах подбашенной коробки. Там же укладывались 6 магазинов к двум 7,62-мм пистолетам-пулеметам ППШ. Кроме того, в боевом отделении укладывалась ракетница с комплектом сигнальных ракет и 15 гранат Ф-1.
Усиление броневой защиты в пределах заданной массы было достигнуто за счет увеличения толщины брони при одновременном уменьшении размеров машины по ширине и высоте. После того как отказались от стрелка-радиста, т.е от четвёртого члена экипажа, появилась возможность переднюю часть корпуса выполнить выступающей вперед и придать ей обтекаемую форму для увеличения снарядостойкости. Кроме того была приминена литая броня высокой твёрости. Передняя и задняя части корпуса, а также подбашенная коробка были изготовлены из литых броневых деталей. Верхняя лобовая деталь корпуса имела максимальную толщину брони 120 мм, средняя, располагавшаяся под углом 60° от вертикали, - 60 мм и нижняя - 100 мм. Толщина бортов корпуса, изготовленных из катаной брони, достигала 75 мм. Соединение отдельных деталей корпуса производилось путем сварки деталей, подогнанных в четверть по местам стыков.
Интересно отметить, что конструкция броневого корпуса имела значительно меньшее, чем у КВ-1 число деталей, на порядок было сокращено число болтовых соединений, сварные швы упрощены. Расточка соединительных отверстий осуществлялась теперь не в собранном корпусе, как у КВ-1, а непосредственно в деталях до их подачи на сборку.
За счет плотной компоновки удалось снизить высоту танка на 205-212 мм и сделать его короче на 700 мм. Согласно первоначальному проекту, численность экипажа КВ-13 предполагалась в три человека, что позволяло значительно уменьшить габариты башни и диаметр погона в свету.
Схема бронирования КВ-13
В лобовой части подбашенной коробки был сделан смотровой лючок механика-водителя, который в боевых условиях закрывался броневой крышкой со смотровой щелью с триплексом. Конструкция смотрового лючка была заимствована у тяжелого танка КВ-1 (КВ-1С).
В передней части крыши подбашенной коробки над отделением управления имелись две прорези - шахты под установку смотровых перископических приборов и два отверстия для доступа к заправочным горловинам топливных баков, закрывавшихся броневыми пробками на резьбе. В средней части подбашенной коробки было сделано отверстие под установку башни. Нижний погон опоры башни входил в конструкцию литой подбашенной коробки. Верхний кормовой лист в литой конструкции кормы корпуса был выполнен съемным, крепившимся к бортам корпуса и нижнему кормовому листу с помощью четырнадцати болтов. В нем для доступа к агрегатам трансмиссии имелись два круглых люка, закрывавшихся откидными крышками на петлях.
Крыша над моторным отделением состояла из двух съемных частей: крыши над двигателем и броневой коробки с жалюзи над водяным радиатором. Крыша над двигателем состояла из среднего броневого листа и двух боковых откидных броневых листов на петлях, крепившихся к бортовым угольникам, крыше литой подбашенной коробки и броневой коробке с жалюзи с помощью тридцати болтов. Откидные боковые листы обеспечивали доступ к двигателю, воздухоочистителям и масляным бакам. Для доступа к заправочной горловине правого масляного бака в правом боковом листе крыши было сделано отверстие, закрывавшееся броневой пробкой на резьбе. Броневая коробка жалюзи крепилась к бортовым угольникам с помощью десяти болтов. В ней устанавливались нерегулируемые броневые жалюзи, а в ее средней части имелось отверстие, закрывавшееся броневой пробкой на резьбе, предназначенное для доступа к заправочной горловине радиатора. В бортах броневой коробки жалюзи было сделано по три отверстия для выброса отработавших газов двигателя.
В верхней части бортов моторного отделения имелись специальные щели, предназначавшиеся для прохода охлаждающего воздуха. Со стороны бортов щели были прикрыты выносной броней, установленной на кронштейнах. В верхней части боковые щели закрывались защитной сеткой.
Башня танка отливалась практически одной деталью в одной изложнице с рамкой пушки. Бронирование литой башни было равнопрочным (толщина стенок 85 мм). Башня имела съемную крышу для монтажа пушки. В бортах башни и в ее комовой нише имелись четыре амбразуры для стрельбы из личного оружия экипажа, которые закрывались броневыми пробками. В крыше башни в передней части были сделаны три отверстия, два крайних - под установку перископических приборов ПТ-4-7 и ПТК, а среднее - под установку мотора вентилятора боевого отделения, закрывавшееся сверху броневым колпаком. В средней части крыши имелся прямоугольный люк для посадки и выхода экипажа, закрывавшийся откидной крышкой на петлях, а у бортов и в кормовой части - четыре выреза под установку четырех смотровых перископических приборов.
КВ-13 со снятым кормовым броневым листом в цехе завода №100. Челябинск. Весна 1943 года. |
Основу силовой установки составлял дизель В-2К, мощностью 600 л.с. (441 кВт) с удельным расходом топлива 185 г/л.с. ч. Пуск двигателя производился сжатым воздухом (два баллона по 5 л) или инерционным стартером ИС-9 с электромоторным и ручным приводами. Инерционный стартер устанавливался на конце вала двигателя со стороны распределительного устройства. Емкость двух топливных баков (180 и 245 л), установленных в носовой части корпуса танка по бортам, обеспечивала танку запас хода по шоссе до 320 км. Система смазки - циркуляционная под давлением. Емкость двух масляных баков, располагавшихся под масляными трубчатыми радиаторами, составляла 160 л. Для очистки воздуха поступавшего в двигатель, в моторном отделении танка устанавливались два воздухоочистителя типа "Вортокс".
В состав механической трансмиссии входили: многодисковый главный фрикцион со стальными и чугунными дисками трения; трехходовая трехступенчатая коробка передач с тройным демультипликатором; два многодисковых бортовых фрикциона сухого трения (сталь по стали); два однорядных планетарных бортовых редуктора, смонтированных внутри ведущих колес. Коробка передач обеспечивала девять передач при движении вперед и одну передачу заднего хода. Применение трехступенчатой коробки передачи с тройным демультипликатором позволило произвести более рациональную разбивку передач. Тормоза - ленточные, плавающие, с двухсторонним серводействием и с накладками из серого чугуна СЧ-15-32. Конструкция коробки передач предусматривала ее крепление на цапфах, соосных грузовому валу, опиравшихся на опорные подшипники. Однорядные планетарные бортовые редукторы были смонтированы внутри ведущих колес для уменьшения ширины танка. Система управления движением танка - механическая. Трансмиссию проектировала группа конструкторов под руководством А.Ф. Маришкина. В целях дальнейшего совершенствования механизма поворота танка были спроектированы одноступенчатые ПМП для замены бортовых фрикционов. Демонтаж любого агрегата трансмиссии был возможен без демонтажа остальных агрегатов. Однако при испытаниях танка трансмиссия показала низкую надежность.
Второй вариант трансмиссии был разработан группой конструкторов под руководством Н.Ф. Шашмурина. Коробка передач обеспечивала восемь передач при движении вперед и две передачи заднего хода. Впервые она была установлена в тяжелом танке КВ-1С.
В ходовой части танка применялась индивидуальная торсионная подвеска с максимальным углом закрутки торсионов 28° при движении танка. Со стороны каждого борта устанавливалось по пять литых опорных катков со стальным ободом и по три литых поддерживающих катка с резиновыми бандажами. Литые направляющие колеса со стальным ободом имели винтовой механизм натяжения гусениц. На танке можно было использовать гусеницы и ведущие колеса гребневого зацепления, заимствованные у среднего танка Т-34 или гусеницы и ведущие колеса цевочного зацепления, заимствованные у тяжелого танка КВ-1С.
В ходе проведения испытаний была выявлена недостаточная надежность конструкции узлов гусеничного движителя, особенно при движении танка с относительно высокими скоростями.
Электрооборудование машины было выполнено по однопроводной схеме. Напряжение бортовой сети составляло 24 В. Основным источником электрической энергии при неработающем двигателе являлись четыре аккумуляторные батареи ЗСТЭ-80, При работающем двигателе потребители получали электроэнергию от генератора ГТ-6543-А мощностью 1 кВт. К основным потребителям электроэнергии относились: электродвигатели инерционного стартера - СА-189, механизма поворота башни МБ-20К, вентилятора боевого отделения, а также радиостанция и элементы внутреннего и наружного освещения.
Для внешней радиосвязи в башне танка устанавливалась коротковолновая радиостанция 10Р. Общение членов экипажа во время боя осуществлялось с помощью танкового переговорного устройства ТПУ-3-БИС.
