"Естественный" способ уравновешивания танкового орудия путем максимального втягивания внутрь башни казенной части пушки имеет свой предел:
- затвор орудия со стрельбой без выката ствола при откате и незначительном возвышении (например, на движении танка под уклон по пересеченной местности) начинает упираться в погон башни и/или вращающийся полик боевого отделения (при большом угле возвышения);
- увеличение линейных габаритов башни путем выноса оси вращения цапф за периметр погона башни приводит к дополнительному ограничению угла возвышения орудия - упору нижней поверхности люльки в край погона;
- при заряжании расстояние от казенного среза ствола до автомата заряжания на должно быть меньше длины снаряда/гильзы.
Вместе эти три фактора (стремление к "естественному" уравновешиванию орудия, ограничение по длине казенной части в процессе отката, необходимость резерва пространства для заряжания снаряда/гильзы) делают невозможным увеличение угла возвышения танковой пушки до 45-90 градусов.
С целью обеспечения возможности ведения навесного огня для танка существует единственная возможность - отказ от "естественного" (статического) уравновешивания орудия и переход к искусственному (динамическому) уравновешиванию с помощью тех или иных приводов.
В этом случае стрельба на выкате (ствол до момента выстрела втянут внутрь башни, уменьшая тем самым вплоть до нуля неуравновешенность танкового орудия) имеет явные преимущества перед обычной стрельбой.
При этом, как заметил уважаемый SRL, можно будет гибко изменять длину наката/отката ствола танкового орудия.
Например, при ведении настильного огня расстояние наката может быть минимальным, а расстояние отката - максимальным, поскольку есть резерв пространства вдоль горизонтальной оси башни. Это также позволит автоматически уменьшить срезающую нагрузку от отдачи на погон башни, что приветствуется.
При ведении навесного огня расстояние наката, наоборот, может быть максимальным, а расстояние отката минимальным, поскольку откат казенного среза ствола ограничен глубиной боевого отделения. Погон башни будет испытывать сжимающую нагрузку, что позволит выдержать увеличенную силу отдачи.
Ось вращения цапф необходимо перенести внутри периметра погона для снятия ограничения по углу возвышения орудия. При этом существенно возрастет уравновешенность башни и снизится нагрузка на привод горизонтильной стабилизации пушки.
Реализация этого решения должна основываться на независимого регулирования длины наката/отката ствола.
Возможность установки выбранной пушки в башню проектируемого танка определяется соотношением основных размеров башни: Dc-диаметр башни в свету; hб - высота башни; h - высота расположения цапф орудия; b - расстояние от цапф до оси вращения башни; Rп-радиус обметания пушки; Lот - длина отката; rл - радиус люльки; hк - высота казенника; Lв - длина выстрела; Lг - длина гильзы (см. рисунок). Для критического угла возвышения j к просвет А между торцом казенника и сечением шариковой опоры можно определить из большого заштрихованного треугольника по теореме Пифагора.
Для безопасной стрельбы просвет А должен быть заведомо больше максимально допустимой длины отката (А> Lот), для безопасного экстрактирования - больше длины гильзы (A>Lг), для автоматического заряжания - больше длины выстрела (А>Lв) при унитарном заряжании, а при раздельном заряжании - больше длины гильзы или снаряда (A>Lг). Для увеличения просвета А предпочитают пушки с меньшим радиусом обметания Rп, но уравновешенные относительно оси цапф, без чего затруднена стабилизация оружия в вертикальной плоскости; увеличивают вынос цапф при сохранении необходимого сектора углов вертикального наведения пушки и диаметр опоры в свету Dc.
Пример компоновки башни и боевого отделения танка Т-54