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STP-2

 

Waffenstabilisator STP-2 "ZYKLON" für die Kampfpanzer T-54B und T-55

In der UdSSR entschloss man sich bereits kurz nach dem zweiten Weltkrieg den zukünftigen Hauptkampfpanzer mit einer stabilisierten Waffenanlage auszurüsten. Mitte der 50er Jahre war zunächst der Stabilisator STP-1 HORIZONT einsatzfähig und wurde als Modernisierung in den Kampfpanzer T-54A eingebaut. Diese Anlage stabilisierte die Kanone zunächst ausschließlich in der Vertikalen, der Turm konnte elektromechanisch geschwenkt werden. Schon 1956 folgte der Stabilisator STP-2 ZYKLON für den T-54B. STP-2 ist dabei die russische Abkürzung für "Stabilisator für Panzerkanonen in zwei Ebenen". Die 100 mm Kanone wurde modifiziert und erhielt die Bezeichnung D-10T2S, wobei die Kennung 2S für Zwei-Ebenen Stabilisierung steht. Der Schwimmpanzer PT-76B wurde mit einer Modifikation dieser Waffenstabilisierungsanlage unter der Bezeichnung STP-2P ausgerüstet. Die Waffenstabilisierungsanlage ZYKLON bewährte sich ausgezeichnet und fand, modifiziert und verbessert, unter der Bezeichnung 2E15 METEOR ebenfalls beim Kampfpanzer T-62 Verwendung. Auch alle weiteren Waffenstabilisatoren der sowjetischen Nachkriegspanzer basieren auf dem Grundaufbau des STP-2.

Grundsätzlicher Aufbau. Der Stabilisator STP-2 ist eine elektrohydraulisch elektromechanische Stabilisierungsanlage. Das Teilsystem für die vertikale Ebene arbeitet dabei elektrohydraulisch, während das horizontale Teilsystem mit einem elektromechanischen Richtantrieb arbeitet. Der horizontale Richtantrieb kann auch für das nichtstabilisierte Turmschwenken eingesetzt werden. Das Tagzielfernrohr und das Nachtzielfernrohr folgen abhängig stabilisiert den vertikalen Bewegungen der Kanone. Im Gegensatz zum amerikanischen System Add-On von der Firma Cadillac-Gage, befinden sich beim STP-2 alle Kreisel in einer geschlossenen Baugruppe unter dem Bodenstück der Kanone. Darüber hinaus besitzt das sowjetische System jeweils für jede Ebene einen Kreisel mit drei Freiheitsgraden zur Winkelmessung und einen Kreisel mit zwei Freiheitsgraden für Winkelgeschwindigkeitsmessung. Die eigentlichen Kreiselrotoren sind um ein vielfaches größer als die Kreisel von Cadillac-Gage, besitzen eine entsprechend größere Starrheit und können einem Gewicht von bis zu 2 kg widerstehen. Das Schießen mit der Waffenstabilisierungsanlage STP-2 ist auch in schwierigem Gelände bei Geschwindigkeiten bis etwa 25 Km/h im Bereich der Weite des direkten Schusses 1 mit guter Treffaussicht möglich. Zur Zielzuweisung durch den Kommandanten kann das horizontale Teilsystem übersteuert werden, um die Visierlinie des Richtschützen auf die Sichtlinie des Kommandanten einschwenken zu lassen.
Die Baugruppen und ihre Unterbringung im Kampfpanzer T-55 zeigt Bild 1. Einen Blick unter die Kanonenwiege mit der Unterbringung des Kreiselblocks, des Hydraulikverstärkers und des Elektronikverstärkers erlaubt Bild 2.

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Bild 1, Unterbringung der Baugruppen

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Bild 2, Unterbringung der Baugruppen

Der Spannungsumformer erzeugt eine Spannung von 400 Hz bei 40 Volt, die für die Versorgung der Kreiselantriebe notwendig ist und erfüllt zusätzlich die Aufgabe eine Spannungsstabilisators.. Der Kreiselblock enthält alle vier Kreisel in leicht austauschbaren Einschüben. Die Winkelgeber mit drei Freiheitsgraden besitzen ein internes Korrektursystem, das der systembedingten Neigung der Kreisel zum Auswandern entgegenwirkt. Wird der vorgegebene maximale Fehlerwinkel des Auswanderns erreicht, spricht die Korrektureinrichtung an und führt den Kreiselrahmen wieder in die Solllage zurück. Drehknöpfe für den manuellen Driftabgleich sind deshalb nicht als notwendig erachtet worden. Die Signale der Kreisel für Winkel und Winkelgeschwindigkeit gehen als Summierungssignal in den Elektronikverstärker ein. Der Hauptverteilerkasten verbindet die Baugruppen untereinander und enthält zusätzlich die elektrischen Sicherungen, Relais und Einstellmöglichkeiten für einige Betriebsparameter.
Der Elektronikverstärker ist ein röhrenbasierter Analog-Rechner für Verstärkung der eingehenden Signale und die Erzeugung und Verstärkung der ausgehenden Steuersignale, die an die Stellglieder des Stabilisators gesendet werden. Zum Einen ist das der Elektromaschinenverstärker, der die Aufgabe hat, die Bordspannung so umzuformen, dass sie zum direkten Betrieb des Elektromotors des Turmschwenkwerkes einsetzbar wird. Der Elektromaschinenverstärker ist ein Leistungsverstärker auf dem Prinzip des Amplidyne-Generators. Die elektrischen Steuersignale des horizontalen Teilsystems wirken direkt auf den Amplidyne-Generator, regeln ihn und erzeugen damit eine den Richtsignalen entsprechende variable hohe Ausgangsleistung. Diese Ausgangsleistung betreibt unmittelbar den Elektromotor des Turmschwenkwerkes. Das Turmschwenkwerk selbst bildet eine geschlossenen Baugruppe mit einstufigem Planetengetriebe, Elektromotor, Handantrieb und Seitenwinkelanzeiger.

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Bild 3, Kreiselblock

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Bild 4, Kreisel als Winkelgeber

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Bild 5, Kreisel als Winkelgeschwindigkeitsgeber

Der Hydraulikverstärker besteht aus einer von einem Elektromotor angetriebenen Zahnradpumpenkombination, die bei geringen Steuerventildrücken einen hohen Arbeitsdruck im Arbeitskreislauf des Höhenrichtzylinderes regeln kann. Der Vertikalstabilisator besitzt keinen Druckspeicher und arbeitet mit einem kontinuierlichen Druckstrom. Der Höhenrichtzylinder ist ein an der Turmdecke befestigter, zweiseitig wirkender Arbeitszylinder. Die beiden Druckräume können mit elektrisch ansteuerbaren Ventilen gesperrt werden, um die Kanone in allen Erhöhungswinkeln hydraulisch zurren zu können. Der Hydraulikölbehälter als Nachfüllbehälter für den Ölkreislauf des Vertikalstabilisators ist an der Turmdecke befestigt und direkt mit dem Hydraulikverstärker des Vertikalstabilisators verbunden.
Mit den Richtgriffen des Steuerpultes werden die Steuersignale für das vertikale und horizontale Richten erzeugt. Dazu enthält das Steuerpult zwei große Potentiometer. Die Ausgangsspannungen aus dem Steuerpult wirken direkt auf die Richtmagnete am äußeren kardanischen Rahmen der Winkelgeberkreisel. Durch das vertikale oder horizontale Richtsignal wird der entsprechende äußere kardanische Rahmen elektromagnetisch verdreht. Der Kreisel wird dabei zu einer gesteuerten Prezession veranlasst. Er wandert daraufhin entsprechend aus und verdreht dabei den Rotor des Drehmelders. Das Ausgangssignal des Drehmelders  bewirkt über den regulären Regelkreislauf das Richten in der vertikalen bzw. Horizontalen. Am Steuerpult befinden sich die drei Betriebsartenschalter und an den Griffen die Knöpfe für die Abfeuerung der Kanone und des Maschinengewehrs, sowie weitere Schalter entsprechend Rüststand..

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Bild 6, Platz des Ladeschützen

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Bild 7, Höhenrichtzylinder

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Bild 8, Blockiergerät

Im Bild 6, am Platz des Ladeschützen, ist an der rechten Seite der Kanone der Höhenrichtzylinder erkennbar . Hinter dem chromfarbenen Arbeitskolben befindet sich der Elektromagnet für die hydraulische Zurrung, rechts oben am Arbeitszylinder ragt der Ventilumstellhebel für den Hand/Stabilisatorbetrieb hervor. Einzelheiten des Aufbaus zeigt Bild 7. Im Vordergrund, rechts neben dem Bodenstück, befindet sich das automatische Blockiergerät. Oben an diesem Blockiergerät, gezeigt im Bild 8, befindet sich ein Hebel mit Rolle, der sich seitlich am Bodenstück abrollt und mit beginnendem Rücklauf die Richtstromkreise und die Abfeuerung unterbricht, sowie die hydraulische Zurrung der Kanone in der Vertikalen  auslöst. Bevor nach dem Schuss das Blockiergerät anspricht, wandert die Visierlinie so weit aus, dass der Richtschütze das Ziel nur noch stark eingeschränkt beobachten kann. Solange die Stabilisierungsanlage blockiert ist, kann keine Richtbewegung erfolgen. Der Knopf an der Stirnseite des Blockiergerätes dient dem manuellen Entblockieren, der Knopf an der rechten Seite dient dem manuellen Blockieren und erfüllt die Funktion eines Sicherheitsschalters. Der rote Schaltkasten am der Turmdecke dient, um das nicht unerwähnt zu lassen, der manuelle Betätigung des Filterventilationssystems der automatischen Kernwaffenschutzanlage. Der Überdruck-Filterlüfter befindet sich im Bild direkt unter dem Winkelspiegel.

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Bild 9, Arbeitsplatz des
Richtschützen

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Bild 10, Baugruppen beim
Richtschützen

Am Arbeitsplatz des Richtschützen, im Bild 9, befindet sich links das Turmschwenkwerk mit dem unten links angeflanschten Elektromotor, dem Getriebe mit Handkurbel und dem Seitenwinkelanzeiger. Unter dem Okular des Zielfernrohres ist der Richtgriff angeordnet. Gut zu erkennen ist der Nachfüllbehälter für das Hydrauliköl MGE-10A des Vertikalstabilisators. Rechts neben dem Turmschwenkwerk ist beim T-55 der Elektromaschinenverstärker der Horizontalschwenkwerkes am Turmdrehkranz angebaut und direkt über diesem, an der Turminnenwand, der Hauptverteilerkasten. Die Richtgriffbaugruppe, Bild 10, trägt unten, am unbeweglichen Teil drei Schalter. Das sind von links der Einschalter UMFORMER für den Spannungsumformer, der die Kreisel mit Spannung versorgt, der Schalter HALBAUTOMATIK für das unstabilisierte horizontale elektrische Richten und der Schalter AUTOMATIK für den Betrieb der Horizontalstabilisierung. Links im Hintergrund der Richtgriffe ragt nach links der Hebel heraus, mit dem zum Inbetriebnehmen des Vertikalstabilisators das Höhenrichtgetriebe mechanisch vom Zahnbogen an der Kanone getrennt werden muss.

Die Inbetriebnahme der Stabilisierungsanlage erfolgt zunächst durch Lösen aller Marschzurrungen, die vertikale Zurrstange am Bodenstück muss entfernt und die mechanische Zurrung des horizontalen Turmschwenkens gelöst werden. Zum Inbetriebnehmen des Turmschwenkwerkes muss die Fahrerluke geschlossen sein. Am Höhenrichtzylinder ist ein Ventilhebel von der Betriebsstufe Handrichten auf Stabilisatorbetrieb zu verdrehen. In der Praxis war das Ventil aber zumeist ständig auf "Stabilisatorbetrieb" geschaltet, ohne das spürbare Folgen eingetreten wären.
Zum Inbetriebnehmen ist zuerst der Schalter UMFORMER am Richtsteuerpult einzuschalten, wobei der Elektromotor des Spannungsumformers anläuft. Die Kreisel werden daraufhin mit Strom versorgt, laufen hoch und erreichen nach 1,5...2 Minuten ihre maximale Drehzahl von 26.000 Upm. Die Röhren des Elektronikverstärkers erwärmen sich auf Betriebstemperatur. Nach 1,5...2 Minuten kann der Ausrückhebel am Höhenrichtgetriebe betätigt werden. Damit werden die kardanischen Rahmen der Kreisel im Kreiselblock elektromagnetisch entarretiert und der Hydraulikverstärker eingeschaltet. Außerdem wird das Höhenrichtgetriebe manuell vom Zahnbogen an der Kanone getrennt. Die Kanone ist jetzt in der vertikalen Ebene stabilisiert.
Zum Einschalten der Horizontalstabilisierung wird der Schalter AUTOMATIK betätigt, wobei sich der Elektromaschinenverstärker einschaltet. Der Turm wird jetzt in der Horizontalen stabilisiert. Um bei eingeschalteter Vertikalstabilisierung den Turm nur elektromechanisch und unstabilisiert zu schwenken, muss alternativ der Schalter HALBAUTOMATIK eingeschaltet werden. Soll der Turm geschwenkt werden ohne die Stabilisierungsanlage überhaupt einzuschalten, muss nur der Schalter HALBAUTOMATIK eingeschaltet werden.

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Bild 11, Blockschaltbild

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Bild 12, Richtgriffe

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Bild 13, Hydraulikverstärker

Funktionsweise. Vertikalstabilisierung. Wird durch eine Störgröße die Kanone in der vertikalen Ebene aus ihrer Solllage ausgelenkt, spricht zuerst der Geber der Winkelgeschwindigkeit an und gibt ein entsprechendes Signal an den Elektronikverstärker aus. Mit zunehmender Auslenkung der Kanone wächst auch die Größe des Signals des Winkelgebers, das ebenfalls in den Elektronikverstärker eingeht. Beide Signale werden verstärkt, gemischt und in ein entsprechendes Signal für die Steuerung des Hydraulikverstärkers der Vertikalstabilisierung umgeformt. Dieses elektrische Signal steuert im Hydraulikverstärker die erste Kaskade der hydraulischen Ventilsteuerung. Dadurch kann auf hydraulischem Wege mit einem relativ geringen Steuerdruck die zweite Kaskade angesteuert werden. Die zweite Kaskade führt den vollen Hydrauklikdruck, dessen Richtung und Stärke von der Ventilwaage der ersten Kaskade gesteuert wird und direkt auf den Höhenrichtzylinder wirkt.
Horizontalstabilisierung. Bei der Horizontalstabilisierung sprechen die Kreisel für Winkelgröße und Winkelgeschwindigkeit beim Auswandern des Turms in analoger Weise an. Die Signalverarbeitung im Elektronikverstärker erfolgt ebenfalls in gleicher Weise wie bei der Vertikalstabilisierung. Das vom Elektronikverstärker ausgegebene Signal regelt im Elektromaschinenverstärker die an den Elektromotor des Turmschwenkwerks abgegebene Leistung, so dass Richtgeschwindigkeit und Schwenkrichtung des Turmschwenkwerks der Auswanderung des Turms entgegenwirkt.
Richtbewegungen. Um dem Richtschützen das Anrichten von Zielen zu ermöglichen, ist er mit einem Richtgriff ausgestattet. Dieser Richtgriff enthält ein Potentiometer für die Regelung des vertikalen Richtens und ein Potentiometer für das horizontale Richten. Zum vertikalen Richten werden die Richtgriffe um die Querachse verdreht, worauf das mit dem Richtgriff verbundene Potentiometer ein Signal ausgibt, dass auf die elektromagnetische Auslenkeinheit am äußeren Rahmen der kardanischen Kreiselaufhängung des Winkelgebers einwirkt und diesen aus seiner Solllage herausführt. Das führt im nachgeordneten Kreiselrahmen zu einer Prezessionsbewegung, die den Kreisel veranlasst, aus seiner Ausgangsposition auszuwandern. Die Größe der Prezessionsbewegung entspricht der Größe der Verdrehung des Richgriffes. Der angeschlossene Drehmelder ermittelt die Größe dieser Abweichung und gibt ein Signal aus. Das vom Elektronikverstärker an den Hydrauklikverstärker ausgegebene Steuersignal führt zu einer entsprechenden Verschiebung des Kolbens des Höhenrichtzylinders und letztlich zu einer Richtbewegung der Kanone. Das Richten des Turmes in der Horizontalen erfolgt in gleicher Weise. In der nichtstabilisierten Betriebsart Halbautomatik werden die Signale des Potentiometers der Richtgriffe nicht an den Kreiselblock ausgegeben, sondern direkt an die Erregerspulen im Elektromaschinenverstärker, worauf der Turm entsprechend der Verdrehung des Richtgriffes geschwenkt wird.
Wird vom Kommandanten die Kommandantenrichtanlage zur horizontalen Zielzuweisung ausgelöst, wird während der Betriebsart Vollstabilisierung ein elektrisches Signal an die elektromagnetische Auslenkeinheit am äußeren Rahmen der kardanischen Kreiselaufhängung des Winkelgebers ausgegeben, dass zur maximalen Auslenkung des Rahmens und damit über die gesteuerte Prezession zur maximalen Verdrehung des Kreisels selbst führt. Der Turm wird mit maximalwer Geschwindigkeit geschwenkt, bis die Kontaktgruppe an der Kommandantenkuppel den Stromkreis öffnet und das Steuersignal auf Null gesetzt wird. Der Turm wird abgebremst und bleibt ausgerichtet mit der Visierlinie des Kommandantensichtgerätes stehen.

Sicherungsschaltungen. Zur Erhöhung der Betriebssicherheit und zur Vermeidung von übermäßigem Verschleiß wurden von den Entwicklern eine Reihe von Sicherungsschaltungen vorgesehen.. So kann bei geöffneter Fahrerluke oder bei nicht gelöster horizontaler Turmzurrung der Turmschwenkwerkmotor nicht in Betrieb genommen werden. Beim Abfeuern der Kanone wird mit Beginn des Rücklaufes durch das automatische Blockiergerät die Kanone durch hydraulisches Sperren des Höhenrichtzylinders gezurrt. Zugleich wird die elektrische Abfeuerung blockiert und der elektrische Turmschwenkwerkmotor vom Richtstromkreis getrennt. Die Kanone und der Turm verbleiben bis zum Betätigen des Blockiergerätes durch den Ladeschützen in der Position STOP. Zu allen Ladetätigkeiten muss der Ladeschütze das Blockiergerät manuell auf STOP stellen und es nach Abschluss der Tätigkeiten wieder manuell entblockieren. Dies ist auch zwingend erforderlich, da sich sonst die Patronen aus den Turmhalterungen oder aus der Panzerwanne in der Enge des T-55 nicht gefahrlos entnehmen lassen.
Die Stabilisierung in der Vertikalen besitzt darüber hinaus noch Sicherungen, die beim Passieren tiefer Bodenwellen das harte Anschlagen der Kanone bei maximaler Rohrerhöhung oder geringster Neigung verhindern. Kurz vor den Anschlägen wird die Richtgeschwindigkeit des Vertikalstabilisators vermindert und die Kanone anschließend durch hydraulisches Sperren des Höhenrichtzylinders solange gezurrt, bis sich das Vorzeichen der Stabilisator-Richtsignale ändert und die Kanone wieder zurückschwenkt. Schlägt die Kanone wegen Überschreitung des vertikalen Richtbereiches an ein Endlager an und wird gezurrt, arbeitet der Winkelgeber unvermindert weiter . Dadurch kann die Kanone in die ursprüngliche Position zurück geführt werden. Wird die vorgesehene maximale vertikale Winkelgeschwindigkeit von 7,5 Grad je Sekunde während des Schwingens der Panzerkanone überschritten, erfolgt ebenfalls eine hydraulische Blockierung des Vertikalstabilisators bis das Störmoment wieder im zulässigen Bereich liegt.

Die Waffenstabilisierungsanlage STP-2 wurde neben dem T-55 auch für den Schwimmpanzer PT-76 ausgewählt. Der Horizontalstabilisator STP-2P des PT-76 erreichte wegen der leichten Waffenanlage und dem leichten Turm eine doppelt so hohe Stabilisierungsgüte. Der grundsätzliche Aufbau und die wichtigsten Baugruppe der Stabilisierungsanlage STP-2 wurden Ende der 50er Jahre für den Waffenstabilisator 2E15 des Kampfpanzers T-62 übernommen.

wichtige technische Kenndaten der Stabilisierungsanlage STP-2:

Drehzahl der Kreisel

26.000 Upm

Zeit bis zur Betriebsbereitschaft

90 Sekunden

vertikale Richtgeschwindigkeit

0,07 - 4,5 Grad/sec

horizontale Richtgeschwindigkeit

0,07 - 15 Grad/sec

Richtgeschwindigkeit beim Zielzweisen durch Kommandant

konstant 15 Grad/sec

Genauigkeit der Stabilisierung, Vertikal (Maximalamplitude)

bis ± 1 Strich (1,05 mrad)

Genauigkeit der Stabilisierung, Horizontal (Maximalamplitude)

bis ± 3 Strich (3,14 mrad)
[PT-76 = 1,5 Strich]

Starrheit des Vertikalstabilisators

245 Nm

maximales Stabilisierungsmoment des Vertikalstabilisators

931 Nm

Dauer der ununterbrochenen Nutzung

4 Stunden (im Gefecht ohne Begrenzung)

Garantierte Nutzungsdauer ab Werk

250 Betriebsstunden

Geschwindigkeit des Auswanderns Vertikal

max. 25 Strich /Minute

Geschwindigkeit des Auswanderns Horizontal

max. 25 Strich /Minute

Leistungsaufnahme

max. 2 kW

(1 - Weite des direkten Schusses - ist die Schussentfernung, bei der die Höhe der Flugbahn bei angerichteter Zielunterkante die Zielhöhe während der gesamten Flugbahn nicht überschreitet.

Quellen:
Automatische Anlagen in Militärfahrzeugen, Janecki/Wasenczuk/ Gorski, Verlag des Verteidigungsministeriums, Warschau, 1975
A 05/03/103 Beschreibung und Nutzung Panzer T-54 / T-54A, DDR/NVA
Handbuch zum materiellen Teil und zur Nutzung des T-54, Militärverlag, Moskau, 1969
T-54B, Zusätzliches Handbuch zur Bedienungsanleitung, zum materiellen Teil und zur Nutzung des T-54A, Militärverlag, Moskau, 1958
Handbuch zum materiellen Teil und zur Nutzung des T-62, Militärverlag, Moskau, 1968

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