4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чем завести танковый двигатель

Газотурбинный танк Т-80У: тест-драйв «Популярной механики»

Т-80 – первый в мире серийно производимый танк с газотурбинным двигателем (ГТД). Работы по оснащению танков силовыми установками этого типа начались еще в конце 1950-х годов. Тогда на опытные образцы боевых машин ставились вертолетные двигатели. Быстро выяснилось, что они неспособны нормально работать в наземных условиях – вибрация и облака пыли быстро выводили ГТД из строя. Пришлось разрабатывать двигатель с самого нуля. Но откуда вообще возникла идея устанавливать газотурбинный двигатель на танк? «Во-первых, таким образом хотели решить проблему повышения боеготовности машины в условиях нашего сурового климата, – говорит Сергей Суворов, военный эксперт, кандидат военных наук, в прошлом – офицер-танкист. – Для того чтобы танк с дизельным двигателем мог начать движение при температурах от 0 до –20°С, необходимо для начала разогреть двигатель с помощью специального устройства – подогревателя – в течение 20–30 минут, затем запустить силовой агрегат и еще прогревать его около 10 минут на холостом ходу, пока температура охлаждающей жидкости в системе охлаждения не поднимется примерно до 40°C. Таким образом, зимой требуется в общей сложности 30–40 минут для выхода танка по тревоге из парка, что в боевых условиях немало. Газотурбинный танк может трогаться с места уже через 45 секунд после нажатия на кнопку пуска двигателя независимо от температуры окружающего воздуха.

Второе преимущество ГТД – так называемый коэффициент приспособляемости двигателя. Чем выше его значение, тем проще может быть конструкция коробки передач. Коробка передач Т-80 схожа с той, что установлена на Т-64, но в ней убран один планетарный ряд – в результате вместо семи передач их всего четыре. А упрощение всегда означает повышение надежности и удешевление конструкции, снижение утомляемости механика-водителя. Впрочем, сам по себе газотурбинный двигатель заметно дороже дизельного».

Не задохнуться в пыли

Еще одним толчком для советских конструкторов стала информация о том, что темой газотурбинных танков стали интересоваться в США. В условиях холодной войны и гонки вооружений советское руководство не могло пропустить такую информацию мимо ушей. Нашей оборонке пришлось срочно приступить к работе, и в результате Т-80 появился на свет раньше своего газотурбинного собрата-конкурента – танка M1A1 Abrams – на несколько лет.

Одной из главных задач, которую предстояло решить конструкторам, была защита газотурбинного двигателя от пыли. Та система очистки воздуха, которую в результате удалось сделать, уникальна, и аналогов в мире ей нет. Газотурбинный Abrams тоже имеет систему очистки, однако в ходе американской операции в Ираке «Буря в пустыне» выяснилось, что в условиях песчаной бури американский танк мог двигаться или стоять на месте с работающим двигателем не более 15 минут. Затем приходилось останавливаться и вытряхивать песок из бумажных фильтров. В Т-80 с пылью боролись прямоточные циклоны – вихревые газоочистители. Кроме того, пневмовибратор стряхивал песок с наиболее подверженного загрязнению соплового аппарата. После остановки двигателя пыль также стряхивалась с лопаток турбины, и на них не происходило запекания песка в виде стекловидной массы.

Комфорт и чистота

«Когда Т-80 движется на тебя, на расстоянии до 30 м машины совсем не слышно, – рассказывает Сергей Суворов. – Первое, что доносится до слуха, – это лязг зубьев ведущих колес. Танк не дымит, выпуская практически чистый горячий воздух. Я служил на Т-80 и думаю, что в плане комфорта среди отечественных танков ему не было равных до появления Т-90АМ. Сказки о комфорте в танках западного производства так и остались сказками. Уровень эргономики во всех «абрамсах», «леопардах», «меркавах» и прочих «челленджерах» примерно на уровне Т-55 или Т-62. В «восьмидесятках» при –35°С механик-водитель раздевался да нательного белья, я сидел в башне на командирском месте в хромовых сапогах. Никаких рукавиц – тонкие кожаные перчатки. На других машинах в холод без нескольких слоев одежды, меховых варежек, шерстяной маски на лицо и валенок в башне не поездишь».

Т-80У – наиболее совершенная на сегодня машина из всего семейства Т-80. В этой модификации, появившейся в 1985 году, был применен новый комплекс вооружения. Несколько лет спустя тот же комплекс поставили на танк Т-72Б, после этого и ряда доработок танк получил наименование Т-90. Он располагает более мощным двигателем ГТД-1250 (1250 л.с. против 1100 л.с. у предшествующих модификаций).

В прошлом году появились сообщения о планах модернизации имеющегося в стране парка танков Т-80БВ, включающего несколько тысяч машин, и хотя официально параметры программы не объявлены, можно предположить, что итогом станет боевая машина, не уступающая по боевым свойствам Т-80У (а по некоторым показателям превосходящая его). Вероятно, будет произведена замена двигателя на ГТД-1250, танк оборудуют системой управления огнем 1А45 «Иртыш» с лазерным прицелом-дальномером, цифровым баллистическим вычислителем, комбинированным ночным прицелом и комплексом управляемого ракетного вооружения, способного стрелять ракетами типа «Инвар-М». Также машина получит современную динамическую защиту.

На пути к гибриду

Одна из главных претензий, предъявляемых танку Т-80, – прожорливость его газотурбинного двигателя. С этим трудно поспорить – ГТД действительно потребляет больше топлива, чем дизель. «Основной вид горючего для этого танка – дизельное топливо, – говорит Сергей Суворов, – но Т-80 может ездить и на керосине, и на смесях бензина. Как-то во время службы на Урале я столкнулся с ситуацией, когда мои танки ездили практически на воде. Баки нам заправили какой-то белой, похожей на молоко жидкостью, в которой воды было, наверно, не меньше 50%. Я тогда задавал себе вопрос – сколько бы на этой адской смеси проехал Abrams? А Т-80 ездили как ни в чем не бывало. При этом температура воздуха в тот день была ниже –10°С. Но проверку батальон сдал. Правда, потом от влаги начались проблемы в работе топливной системы двигателя».

Как считает Сергей Суворов, относительно низкая экономичность Т-80 связана не только и не столько с применением ГТД, сколько с конструкцией именно танковых газотурбинных двигателей. В отличие от дизеля, мотор Т-80 имеет более низкую приемистость. Чтобы набрать максимальные обороты, а следовательно, и мощность, дизелю надо полсекунды, а ГТД-1000/1250 – секунды три-четыре. Если на пути танка яма, механик-водитель должен бросить педаль газа, то есть сократить подачу топлива. Двигатель резко сбрасывает обороты, и танк фактически останавливается. Потом механик снова нажимает педаль подачи топлива, но требуется еще несколько секунд, пока турбина раскрутится снова. Чтобы не стоять в ямах, танкистов обучали раскручивать турбину до максимальных оборотов, а затем в яме замедляться с помощью системы торможения. Танк при этом не глохнет – так как нет жесткой связи между турбиной двигателя и трансмиссией, между ними связь только газодинамическая, однако топливо продолжает литься рекой. «В танковом газотурбинном двигателе была изначально применена не совсем правильная идеология подачи топлива, – объясняет Сергей Суворов. – Например, в ряде авиационных газотурбинных двигателей после запуска автоматически поддерживается заданное значение постоянных оборотов, а регулирование мощности на валу осуществляется за счет изменения подачи топлива, без изменения частоты вращения турбины. Если бы в танковом двигателе существовала такая же система, тогда и расход топлива был бы почти таким же, как на дизеле». Впрочем, конструкторская мысль не стоит на месте. Уже разработан перспективный газотурбинный танковый двигатель ГТД-1500, который по экономичности не уступает дизелям.

Средний танк Т-44 образца 1944 года. СССР

Год выпуска – 1944 — 1947

Всего выпущено – 1823 ед.

Масса в боевом положении, т – 31,8

Мощность двигателя, л.с. – 520

Максимальная скорость по шоссе, км/ч – 45

Запас хода по шоссе, км — 235

Вооружение: 85-мм пушка, 2х7,62-мм пулемета ДТ

Боекомплект, выстр/патр. — 58/1890

Бронирование: лоб башни/лоб корпуса, мм — 120/90

Качественное превосходство советской бронетанковой техники в годы Великой Отечественной войны над техникой противника обеспечивалось во многом, благодаря непрерывной работе танковых КБ по созданию новых образцов вооружения. Одной из таких новинок в годы войны стал средний танк Т-44, разработанный в 1943 — 1944 годах в КБ Уральского танкового завода № 183 (г. Нижний Тагил) под руководством А.А. Морозова. В нем конструкторы попытались усилить броневую защиту и повысить огневую мощь среднего танка, не выходя при этом за массо-габаритные характеристики штатного танка Т-34-85.

Конструкция нового танка, получившего обозначение «Объект 136» (а в серии – «Т-44»), стала новым словом в советском танкостроении — при сохранении классической компоновки, конструкторам удалось разместить дизельный двигатель поперек продольной оси танка, что в сочетании с уменьшением размеров агрегатов силовой передачи позволило уменьшить высоту корпуса на 300-мм по сравнению с танком Т-34 и сместить башню с 85-мм пушкой в центр корпуса, при этом не нарушая центровки машины и не повышая ее массы по сравнению с Т-34, стало возможным увеличить толщину лобового листа корпуса до 90-мм без перегрузки передних катков, причем Т-44 весил практически столько же — 31,8 тонны (против 32 тонн у Т-34-85). Это смелое решение предопределило компоновку советских танков последующих модификаций на многие десятилетия вперед. Повышению прочности лобового листа корпуса способствовали перенос люка механика-водителя на крышу корпуса и отказ от шаровой установки курсового пулемета. Кроме того, резко улучшилось управление машиной в походном положении, поскольку перенос люка механика-водителя на крышу корпуса обеспечил ему хорошую обзорность. Надежность ходовой части была повышена благодаря применению торсионной подвески опорных катков. Кроме того, при проектировании этого танка в его конструкцию сразу закладывались возможности для дальнейшей модернизации. Например, в конструкции башни, изначально предназначенной для установки 85-мм пушки, учитывалась возможность размещения в дальнейшем орудия более крупного калибра.

Читать еще:  Двигатель g16a не развивает обороты

Испытания первого прототипа прошли в январе 1944 года и закончились в целом успешно. Скорость движения танка составила 52 км/ч. По проходимости же танк Т-44 не уступал Т-34, а в ряде случаев даже превосходил ее, за счет использования более мощного двигателя. Испытания корпуса обстрелом показали, что по фронтальной проекции он не пробивается трофейной 75-мм противотанковой пушкой образец 40 (РаК 40) с дистанции от 300 м, а с дистанции 700 м и более (дальность наиболее эффективного огня по немецким танкам) — неуязвим и для 88-мм орудия танка «Тигр». Однако борт пробивался и 75-мм и 88-мм орудиями с дистанции соответственно 600 и 900 м. После испытаний обстрелом было выдвинуто предложение об увеличении толщины брони бортов танка до 75-мм, а башни — до 90-мм. Два эталонных танка Т-44, вооруженных соответственно опытными образцами танковых пушек — 85-мм Д-5Т и 122-мм Д-25Т-44, испытывались совместно с Т-34-85 и трофейной «Пантерой» в феврале — марте 1944 года и продемонстрировали свои преимущества не только в плане боевых качеств, но также в отношении надежности механизмов и узлов. Помимо этого, Т-44 был легче обоих указанных образцов, а его броневая защита в лобовой части оказалась не хуже немецкой «Пантеры». В конце марта третий изготовленный образец Т-44 был перевооружен штатной 85-мм танковой пушкой С-53 вместо Д-25-44. Эталон Т-44А «улучшенного типа» был готов к августу 1944 года. Новая модификация этого танка получила цельнолитую башню улучшенной защиты (лоб — 110 мм, борт — 80 мм). В таком виде Т-44А успешно прошел фронтовые испытания и был принят на вооружение Красной армии в том же, 1944 году. В четвертом квартале 1944 года экспериментальный цех завода № 38, перевезенного из г. Кирова в Харьков, изготовил 25 танков Т-44А, получивших название «Т-44 первой серии». Однако эта машина непрерывно усовершенствовалась. Уже в конце ноября 1944 года был собран новый танк «Т-44Б» с упрощенным бронекорпусом с монолитным листом; упрочненным дном; новой двигательной установкой В-2-44 с системой охлаждения и питания; 85-мм орудием ЗИС-С-53 с увеличенным боекомплектом и башней, имевшей командирскую башенку с минимальной высотой. После успешного проведения его государственных испытаний, с 1 марта 1945 года на заводе № 75 (г. Харьков) началось серийное производство танка Т-44 «валовой серии» (Т-44Б) и до конца года было изготовлено уже 880 танков этого типа.

В техническом описании 1944 года указывалось, что Т-44 представляет собой «толстобронный скоростной маневренный танк принципиально нового типа с мощным артиллерийским вооружением». Подобная формулировка была оправданной, так как, по массе — танк относился — к средним, а по своему вооружению и бронированию представлял собой эквивалент тяжелых боевых машин того времени. Таким образом, танк Т-44 стал не развитием танка Т-34, а представлял собой машину абсолютно нового типа.

Корпус собирался сваркой из катаных броневых листов высокой твердости. Носовая часть корпуса состояла из двух броневых листов толщиной 90-мм, причем верхний лист был установлен под углом 60°. Если в Т-34 слабым местом являлось размещение люка механика-водителя и шаровой установки пулемета в лобовой броне, поскольку танк часто поражался именно через эти отверстия, то в новой машине лобовой наклонный лист был монолитный и имел небольшую смотровую щель для водителя, защищенную триплексом (трехслойное стекло) и броневой заслонкой. Люк механика-водителя был вынесен на крышу корпуса и практически поражался настильным огнем. Однако, наблюдение при этом значительно усложнилось. Через щель механик-водитель танка мог вести обзор только прямо, а также под углом 116° — через призменный прибор с углом обзора по горизонтали 54°. Борта и корма собирались из броневых листов толщиной 45-мм. В верхней, наиболее поражаемой части бортов, они были усилены наваркой 30-мм экранов.

Крыша и передняя часть днища имели толщину 20-мм. Боевое отделение танка отгораживалось от моторно-трансмиссионного перегородкой, состоящей из двух отсеков для топливных баков, задняя стенка отсеков являлась одновременно стойкой подмоторного фундамента. Крыша моторно-трансмиссионного отделения выполнялась съемной. Трехлетний боевой опыт войны наглядно доказал, что эффективность огня из курсового пулемета, который вел стрелок-радист, была невысока из-за плохого обзора. Кроме того, передача распоряжений через члена экипажа не всегда позволяла командиру танка оперативно реагировать на команды старших начальников в бою. Передача функций радиста командиру позволила высвободить одного члена экипажа, а на его месте — разместить боеукладку для снарядов. Таким образом, при общем сокращении внутреннего объема танка его боекомплект уменьшился всего на два снаряда (что не имело существенного значения для боя) и состоял из 58 выстрелов, при этом, курсовой пулемет по сложившейся традиции в танке был все-таки оставлен, теперь он был жестко закреплен в лобовой броне корпуса, и неприцельный огонь из него вел механик-водитель, ориентируясь через смотровой прибор по трассерам пуль. Второй пулемет, как и в Т-34-85, был спарен с пушкой. Основное вооружение танка Т-44 составляли 85-мм танковое орудие ЗИС-С-53 образца 1944 года и 7,62-мм танковый пулемет ДТМ, смонтированые в литой башне овальной формы, имеющей значительную кормовую нишу для укладки снарядов. Угол склонения пушки -5°, угол возвышения +25°. Для стрель­бы из 85-мм танковой пуш­ки ЗИС-С-53 использовались уни­тар­ные выстрелы с ос­ко­лоч­ными; бро­не­бой­но-т­рас­си­рую­щи­ми и подкалиберными бронебойно-трассирующими сна­ря­да­ми.

На крыше башни размешались два люка для посадки-высадки членов экипажа, один из которых — в крыше командирской башенки. Командирский люк имел вращающуюся на 360° одностворчатую крышку. В задней части крыши башни располагался вентилятор боевого отделения. Танк Т-44 получил все новейшие механизмы управления огнем — ломающийся прицел, кнопочный электроспуск орудия и пулемета, объединенное управление ручным и моторным приводом поворота башни. Все эти нововведения, будучи отлаженными на Т-44, позже были внедрены также и на танке Т-34-85. Поворотный механизм башни управлялся от рукояти ручного поворотного механизма, что позволяло перейти с ручного на электромоторный привод башни, не отрывая руки от рукоятки поворотного механизма.

Средства связи в Т-44: КВ-радиостанция Р-9РС (для внешней связи) и танковое переговорное устройство ТПУ-3бис на четыре абонента (для внутренней связи). Силовая установка Т-44 состояла из двигателя В-44 (В-2-44), представлявшего собой доработанный дизельный двигатель В-2ИС мощностью 520 л.с., снабженный всережимным регулятором и корректором подачи топлива. Поскольку двигатель устанавливался поперек корпуса в отделении крайне ограниченном по высоте, ряд агрегатов с него были перенесены (например, водяная и масляная помпы) на новые места. Система охлаждения двигателя состояла из пластинчато-трубчатого радиатора, водяной помпы и вентилятора, перемещенного к кормовому листу, причем, теперь он приводился от коробки передач через фрикцион, что исключило поломки рабочего колеса при резких переменах режима работы двигателя. Кроме того, такая компоновка заметно улучшила охлаждение агрегатов трансмиссии. Питание двигателя производилось от трех топливных баков общей емкостью 420 л, расположенных в специальных отсеках моторной перегородки. В трансмиссии танка впервые применили новый агрегат – специальный повышающий редуктор, так называемую «гитару», передающую усилие от двигателя к новой 5-ступенчатой коробке передач, расположенной параллельно двигателю.

Двигатель мощностью 520 л.с., надежная трансмиссия и ходовая часть, состоявшая (применительно к одному борту) из 5 сдвоенных опорных катков с наружными резиновыми бандажами, ведущего и направляющего колес и гусеницы с 70-ю траками позволяли танку передвигаться со скоростью до 45 км/ч. Танк получил индивидуальную торсионную подвеску, принципиально отличавшуюся от подвески у танков Т-34 (типа «Кристи»). Отказ от пружинных «свечей» позволил уменьшить внутреннее заброневое пространство, уменьшить габариты машины и улучшить условия обитаемости экипажа, улучшить технологичность изготовления и упростить обслуживание. Ленивец Т-44 был заимствован у Т-34-85, предложенного заводом № 174, и с 1945 года введенного повсеместно для Т-34-85 и Т-44. Гусеничная цепь на Т-44 была также унифицирована с гусеничной цепью Т-34.

Учитывая высокие боевые характеристики Т-44, было решено вооружить им в первую очередь гвардейские танковые бригады, а для укомплектования офицерскими кадрами этих бригад создать четыре гвардейских танковых училища. В июне 1945 года первая партия новых танков Т-44 была признана «полностью удовлетворяющей заданию» и отгружена в войска, а в августе танковая часть, оснащенная новыми машинами, отправилась на Дальний Восток в действующую армию. Но в боевых действиях они участия не принимали. Танк Т-44 выпускался серийно до появления, созданного на его базе танка Т-54.

Читать еще:  Гидроудар двигателя что это такое следствия

За годы войны было выпущено 655 танков Т-44. В 1946 году в связи с началом серийного выпуска Т-54 производство Т-44 прекратили (всего было изготовлено 1823 танков Т-44), однако с вооружения он снят не был. В 1961 году агрегаты двигателя, силовой передачи и ходовой части у Т-44 унифицировали с теми, что были на Т-54, а также он получил приборы ночного наблюдения и увеличенный боекомплект. Модифицированный Т-44 получил обозначение «Т-44М». Еще через пять лет он получил стабилизатор вооружения в двух плоскостях, повышающий точность ведения стрельбы с ходу. Средние танки Т-44, неоднократно модернизируясь, оставались на вооружении Советской армии до конца 1970-х годов. На базе танков Т-44М выпускались артиллерийские и танковые тягачи, инженерные машины. Конструкция танка Т-44 положила начало разработки послевоенного семейства средних танков, поступивших на вооружение Советской армии.

Дизельное ассорти: как Советская армия танковый мотор выбирала

На замену В-2 и не только

Заслуженный В-2 к концу войны стал основным танковым двигателем. С небольшими изменениями дизель устанавливался как на средние танки, так и в форсированном исполнении на тяжелые машины. В общей сложности за годы войны в разное время производили сразу шесть модификаций танкового мотора. Для танков серии КВ собирали разработанный ещё в предвоенные годы В-2К, отличающийся повышенной мощностью в 600 л. с. Разогнать двигатель до такой мощи удалось повышением частоты вращения коленчатого вала, что неизбежно сказалось на ресурсе двигателя. Первой военной зимой 1941 года это стало настоящей проблемой. В морозы форсированный В-2К с моторесурсом всего в 250-300 часов по ночам приходилось заводить каждые 1,5-2 часа. Иначе поддерживать боеготовность танковых подразделений было невозможно. Позже в конструкторских бюро разработали специальные печки, позволившие частично сохранить ресурс недешёвой техники.

Для танков серии ИС и самоходных установок ИСУ с 1943 года использовались уже умеренно форсированные 520-сильные моторы В-2ИС и В-11ИС-3. Моторесурс новых дизелей достигал 500 часов. Это были плоды работы прославленного СКБ-75 Челябинского Кировского завода под руководством Ивана Яковлевича Трашутина. В экспериментальном порядке для танка ИС-6 создали мотор В-12У, с которого удалось собрать сразу 700 л. с. Такой скачок мощности объясняется турбонагнетателем с приводом от коленчатого вала. В 1944 году конструкция В-2 эволюционировала в 800-сильный турбодизель В-14. Однако мотор не был принят на вооружение.

В годы войны одним из центров моторостроения стал барнаульский завод № 77, который свои первые дизели выпустил уже в ноябре 1942 года. Всего за войну в Барнауле собрали без малого 8 тыс. танковых силовых установок. Но заводчане не только собирали дизели, они также предлагали программы модернизации. Так, в 1944 году собрали целую линейку моторов В-16, В-16Ф и В-16НФ мощностью, соответственно, 600, 700 и 800 л. с. И снова вне серии.

На все танки серии Т-34 в подавляющем большинстве устанавливали дизели В-2-34. Почему в подавляющем большинстве, а не в 100 % случаев? Статистику немного изменил завод в Красном Сормово, которому в начале войны пришлось выпустить из ворот несколько сотен танков Т-34 с бензиновыми двигателями. Причина банальна – нехватка дизелей от смежников.

Итого в первые послевоенные годы в стране сформировалась целая отрасль производства двигателя В-2 на четырех заводах – Челябинском Кировском, Сталинградском тракторном, Барнаульском транспортного машиностроения и Уральском турбомоторном. Последний образовался слиянием свердловского завода № 76 и Турбинного завода. При этом разработкой дизелей занимались в профильных КБ в Свердловске, Челябинске (головное КБ), Барнауле и Ленинграде. В общем, дальнейшей судьбой В-2 занимались чуть ли не всей страной. Но никто зацикливаться на заслуженном моторе не собирался. Все знали о серьёзном потенциале для модернизации дизеля – одни опыты с турбонаддувом могли добавить до 50 % мощности. Однако руководство оборонной промышленности требовало от инженеров танковые дизели новых конструкций.

Дизель в паре с танком

Одним из парадоксов послевоенного танкового моторостроения была разработка силовой установки непосредственно под танк. Ни о какой унификации и речи не шло. Это достаточно странно, так как в годы войны подход с единственным мотором В-2 отлично себя зарекомендовал. Это позволило оперативно развернуть массовое производство дизелей в относительно короткие сроки. В 50-60-е годы концепция сменилась, и мотор фактически кроился под МТО очередного «Объекта Х». При этом ни о какой взаимозаменяемости с «Объектами» из других КБ не договаривались.

Вторым парадоксом было гигантское разнообразие проектируемых силовых установок. Если выйти за рамки основной темы статьи, то можно указать сразу на четыре магистральные и конкурирующие между собой моторостроительные линии. Первая – это программа дальнейшей модернизации В-2. Забегая вперёд, упомянем, что она оказалась наиболее успешной. Российская армия до сих пор использует моторы серии В-2 в своих самых современных танках. Как водится, головным разработчиком этой линии стал Челябинск, однако ему в этом «помогали» Ленинград и Барнаул. Вторая моторостроительная программа связана с разработкой четырехтактных дизелей с большим развалом цилиндров. Работали над серией моторов, получивших название УТД (универсальный танковый двигатель), в Барнауле. Инженерам пришлось подстраиваться под жёсткие ограничения высоты бронемашины и в пределах разумного снижать профиль силовых установок. В итоге мотор УТД получил развал цилиндров в 120 градусов. Один из таких двигателей УТД-20 с шестью цилиндрами и мощностью в 300 л. с. даже попал в моторно-трансмиссионное отделение серийной машины. Правда, это был не танк, а БМП-1. Дефорсированный до 240 л. с. вариант под длинным индексом 5Д-20-240 с 1964 года устанавливался в БМД-1. Но так повезло далеко не всем разработкам моторостроителей. Для примера приведём дизельный двигатель ДТН-10, который строили исключительно для тяжелого танка «Объект 770». Дизель был 4-тактным и с десятью цилиндрами. На этом его традиционность и заканчивалась. Дело в том, что разработчики из КБ Челябинского тракторного завода выбрали для мотора экзотическую U-образную схему. Принципиально ничего сложного в этом нет – конструкция представляет собой слепленные друг с другом два рядных мотора. Два коленчатых вала соединялись либо цепью, либо шестернями. Такая нетривиальная схема была выбрана по одной причине – погоней за минимальным объёмом двигателя. Во времена разработки танка второго поколения важнейшим свойством мотора считались его габариты. Нередко это выходило за рамки здравого смысла, и в жертву компактности шли надёжность и ресурс. ДТН-10 у челябинцев получился не самым миниатюрным и занимал в танке сразу 1,89 кубометра.

Мощность достигала впечатляющих 1000 л. с. при литровой мощности в 31 л. с./л. Много это или мало? Например, традиционный 12-цилиндровый V-образный мотор В12-6Б для танка Т-10М обладал литровой мощностью всего в 19,3 л. с./л. Однако разрабатываемый параллельно в харьковском КБ завода № 75 «выскочка» 5ТД (о нём шла речь в предыдущих материалах) установил рекорд в 42,8 л. с./л. Кстати, и занимал мотор в танке всего 0,81 кубометра пространства. И это ещё до момента форсирования до 700 л. с., когда мотору добавили оборотов по требованию главного конструктора Т-64 Александра Морозова. В общей сложности в Челябинске создали три мотора ДТН-10, один из которых даже установили в опытный тяжелый танк «Объект 770». Среди новинок агрегата была не только U-образная схема, которая почти нигде больше не использовалась, но и впервые применённый в СССР комбинированный турбонаддув. Дополнительный воздух в камеры сгорания подавал не только нагнетатель от коленчатого вала, но и осевая турбина, получающая энергию от отработанных газов. Два коленчатых вала соединялись друг с другом редуктором с муфтой. Окончательных итогов относительно надёжности такого узла нет, так как работы по двигателю закрыли вслед за закрытием темы «Объекта 770». И это далеко не единственный пример, когда многолетние работы по двигателю останавливали в связи с негодностью опытного танка.

Вернёмся к магистральным направлениям отечественного танкового моторостроения в послевоенные десятилетия. Третьей программой стала разработка двухтактных дизелей, самым известным из которых, конечно, является 5ТДФ и агрегаты на его базе. Однако стоит сказать, что это был далеко не единственный танковый «двухтактник» в отечественной истории. Ещё в 1945 году в Харькове команда инженеров под руководством инженера А. Курицы предложила проект 1000-сильного дизеля ДД-1. Несмотря на двухтактный цикл, это был вполне традиционный мотор с 12 цилиндрами и V-образной конфигурацией блока. Идею в харьковском КБ завода № 74 раскручивали до 1952 года, когда переработанный дизель ДД-2 выдал на стенде 800 л. с. и проработал 700 часов. Но проект закрыли в связи с разработкой танка нового поколения «Объект 430», который мы сейчас знаем как Т-64. Установленный на нём дизель 5ТДФ имеет неоднозначную репутацию, густо замешанную на политике. Отечественные танкостроители традиционно ругают украинский мотор и также традиционно хвалят дизели семейства В-2. Только вот забывают, что конструкции скоро стукнет 100 лет и говорить о моральном устаревании уже даже как-то неуместно. В Украине, особенно в Харькове, моторы серии 5ТДФ и 6ТД хвалят, указывая на недостатки уральских четырехтактных дизелей. Одно несомненно: если бы не распад Советского Союза, то инновационные харьковские дизели всё-таки довели бы до необходимой кондиции. Недаром же над доработкой конструкции трудились всей страной в начале 50-х годов.

Читать еще:  Гильзованные двигатели на каких авто

И, наконец, четвертая ветка развития отечественного моторостроения – это танковые газотурбинные моторы. Родились они под впечатлением от американских планов постройки газотурбинных танков и сразу же заняли немалые ресурсы государства. Разработку вели в Ленинграде, Челябинске и Омске одновременно. И если мотор 5ТДФ вызывал нарекания из-за низкой надёжности, то установку газотурбинных моторов в танк долгое время оспаривали как факт. Совсем недавно рассекречены публикации конца 80-х годов, в которых однозначно указывается, что среди отечественных инженеров не было единого мнения относительно целесообразности ГТД в танке. Но это совсем другая история.

ТЕХНОЛОГИИ, ИНЖИНИРИНГ, ИННОВАЦИИ

Измеритель диаметра, измеритель эксцентриситета, автоматизация, ГИС, моделирование, разработка программного обеспечения и электроники, БИМ

Танковый двигатель 5ТДФ с самой большой удельной мощностью в мире: настоящая шкатулка с секретами

На фото: двигатель 5ТДФ. Источник: autocentre.ua. Как известно, отечественное танковое моторостроение базировалось на трех ключевых конструкциях – В-2, 5ТДФ и ГТД-1000. Самое примечательное, что все двигатели пришли в танковое моторно-трансмиссионное отделение из авиации. В разработке дизелей В-2 и 5ТДФ самое непосредственное участие принимали специалисты Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ). Так сложилось еще в предвоенное время, что первые высокооборотные дизели АН-1 и АД-1 разрабатывали для самолетов. Кстати, блок цилиндров V-образного В-2 отливался из алюминиевого сплава. Этот привет от авиаторов очень дорого обошелся отечественной промышленности в годы войны. Особенно на фоне хронической нехватки алюминия. Не скрывает своего авиационного прошлого и газотурбинный ГТД-1000Т для семейства Т-80. Силовую установку для танка разрабатывали в авиационном КБ Климова на базе вертолетного мотора. Надо отметить, что все танковые моторы были беспрецедентными для отечественной и мировой промышленности.

Дизель В-2, предшественник 5ТДФ. Источник: vitalykuzmin.net

  • Наша продукция
  • Презентации по направлениям
  • Инжиниринг
  • Консалтинг
  • Металлообработка
  • Моделирование
  • Разработки

С легендарным и первым в своем роде дизелем В-2 советские танки прошли всю войну и взяли штурмом Берлин. Сколько бы ни говорили злопыхатели о том, что немцы могли создать свой дизель для «кошачьего семейства», но просто не посчитали нужным, В-2 действительно качественно повышал эксплуатационные характеристики и Т-34, и семейства КВ/ИС.

Другое дело, что собирался мотор не всегда качественно по вполне объективным причинам – эвакуация профильных предприятий и низкоквалифицированные трудовые ресурсы. В-2 в различных модификациях до сих пор трудится и на гражданском, и на военном поприще. Достаточно вспомнить о вполне современном танке Т-90, оснащенном модернизированным В-2 под именем В-92С2. Если его сравнивать с первым прототипом танкового дизеля БД-2, построенным в Харькове еще в начале 30-х годов, то у потомка базовые параметры не изменились. Одинаковыми остались размерность цилиндров и поршней, а также рабочий объем в 38,17 литра.

Почти за девяносто лет выросла мощность с 400 л. с. до 1000 л. с. (за счет турбонаддува и повышения оборотов), снизились удельный расход горючего и габариты мотора. При этом средний жизненный цикл двигателя внутреннего сгорания обычно не превышает 25 лет. И есть полная уверенность, что в танковых подразделениях Российской армии потомки В-2 встретят 100-летний юбилей.

Самое интересное, что такой долгой жизнью В-2 обязан инновационному для своего времени харьковскому танковому дизелю 5ТДФ. Но обо всем по порядку.

Требования к «чемодану»

5ТДФ – это настоящая шкатулка с секретами. В дизеле авиационный двигателист из ЦИАМа А. Д. Чаромский скомпоновал массу инноваций с одной целью – добиться самой высокой удельной мощности в мире. При этом очень желательно было получить мотор, очень похожий по габаритам на чемодан. Чтобы можно было его «положить» на дно моторно-трансмиссионного отделения, а сверху установить систему охлаждения. Это, в свою очередь, позволяло построить танк с низким силуэтом. Тогда как раз разрабатывался «Объект 432», будущий Т-64. Все это требовало чрезвычайно высокой плотности упаковки всех узлов.

Как любил говорить своим подчиненным главный конструктор Харьковского КБ А. А. Морозов:

Что же в итоге выбрали инженеры для создания такого противоречивого двигателя?

Прежде всего, схему с двумя коленчатыми валами и горизонтально расположенными цилиндрами, в которых поршни двигаются в разные стороны. То есть либо навстречу друг другу, либо друг от друга. Естественно, раз в одном цилиндре сразу два поршня, то откуда брать место под клапаны? Безусловно, эта проблема принципиально решаемая, но неизменно приведет к увеличению массы и габаритов силовой установки. Поэтому решено было остановиться на двухтактном цикле с прямоточно-щелевой продувкой. Это позволило добиться столь необходимой высокой литровой мощности.

Первоначально пятицилиндровый дизель 5ТД развивал 600 л. с., позже его разогнали до 700 л. с. в серийном варианте 5ТДФ. Подобные параметры выдавали и варианты В-2, но с 12 цилиндрами, большей массой и рабочим объемом в 38,17 литра против 13,6 литра у 5ТДФ. Это и сейчас выдающиеся показатели, а для 1955 года, когда был утвержден технический проект харьковского мотора, это была просто фантастика.

5ТДФ. Источник: armor.kiev.ua

В коллекции новинок харьковского мотора также числится высокотемпературная система охлаждения, в которой антифриз работал при 115 градусах.

С одной стороны, это повышало эффективность сгорания топливной смеси в цилиндрах – оставалось меньше недогоревших углеводородов на рабочих поверхностях. Также «горячий мотор» позволял меньше обращать внимания на температуру окружающей среды. Исправный мотор мог нормально работать при 55 градусах – эжекционная система охлаждения вполне справлялась.

С другой стороны, цилиндропоршневая группа 5ТДФ работала в очень жестких температурных режимах, что не могло не сказаться на ресурсе и надежности. Высокие мощности мотора достигались и за счет высоких давлений наддува воздуха в цилиндры. Инженеры выбрали экзотическую систему привода турбины от коленчатого вала и выхлопных газов. Получился гибридный компрессор, в котором центральный вал раскручивался до 35 тыс. оборотов в минуту, а сама турбина до 22 тыс. При этом сам мотор разгонялся до 3 тыс. оборотов максимум.

Такие бешеные скорости вращения требовали чрезвычайной точности изготовления и расчетов. Напомним, что дело было в конце 50-х годов, и отечественные моторостроители только-только окончательно освоили выпуск не в пример более простого В-2.

Британский пример

Стоит прервать нить повествования ради рассказа о сравнении серийного уже 5ТДФ с иностранными аналогами.

Да, компоновка с двумя коленчатыми валами и поршнями, двигающимися навстречу друг другу, не была уникальна. В Великобритании на танки Chieftain ставили аналогичный по конструкции мотор Leyland L-60, а на гусеничный бронетранспортер FV430 монтировали Rolls-Royce K-60. Это техника попала в руки инженеров подмосковной Кубинки в конце 60-х годов и была тщательно испытана.

Цель была одна – обнаружить у британских трофеев пути повышения надежности и технологичности отечественного 5ТДФ. К этому времени с инновационной во всех смыслах конструкцией мотора успели намучиться и военные, и моторостроители.

Родственная конструкция – Leyland L60. Источник: en.wikipedia.org

Как оказалось, харьковский мотор по параметрам удельной мощности в 1,5–2 раза эффективнее Leyland L-60 и Rolls-Royce K-60. Но при этом трудоемкость производства иностранных моторов на 49 % (L-60) и на 23 % (K-60) ниже, чем трудоемкость сборки 5ТДФ.

При всем уважении к инженерному штабу Чаромского и Морозова, можно ли было разрабатывать столь сложный в изготовлении двигатель для промышленности, едва отошедшей от последствий тотальной войны?

Для примера, поршни британских двигателей состоят из 15 деталей, а в харьковском моторе каждый поршень собирается из 42 запчастей! В гильзе цилиндров в продувочном поясе (особенность двухтактного мотора) у L-60 всего 14 «вентиляционных» окон, у K-60 – 10, а у 5ТДФ – сразу 136. Приводы нагнетателей у иностранцев состояли всего из 32 деталей. Харьковчане снабдили мотор сложнейшей конструкцией, состоящей из 180 деталей. С одной стороны, моторы из Великобритании показали простоту и даже примитивность в сравнении с 5ТДФ.

Лестно осознавать, что отечественные моторостроители в середине прошлого века были впереди ведущих мировых компаний. Харьковский мотор почти по всем параметрам был гораздо совершеннее.

С другой стороны, инженеры не до конца учли производственные возможности харьковского завода и, что самое главное, забыли про реалии эксплуатации моторов. В строевых частях для работы со столь сложной техникой требовались высококвалифицированные механики-водители. И это стало главной проблемой харьковского мотора.

  • Наша продукция
  • Презентации по направлениям
  • Инжиниринг
  • Консалтинг
  • Металлообработка
  • Моделирование
  • Разработки

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector