На чем работают танки
Почему немецкие танки были на бензине, а советские на дизеле
Двигатель внутреннего сгорания на дизельном топливе более эффективен и менее пожароопасен, однако проигрывает бензиновому в мощности. В 40-е годы XX века техника США, Великобритании в основном использовала бензин, а Италии дизель. Несмотря на то, что в 1897 году изобретатель Рудольф Дизель сконструировал двигатель нового типа именно на территории Германии, а разработку в 1936 году внедрили в гражданское машиностроение, танковые армии Третьего Рейха потребляли исключительно бензин.
Дело в том, что в 1930-е гитлеровское командование отказалось от авиационных двигателей в военной технике и сформулировало четкие технические задачи для разработки новых танковых моторов. Все запчасти должны были соответствовать чётким требованиям «сверху», будто детали конструктора.
В этих условиях компания «Майбах» смогла создать компактные бензиновые двигатели с высоким литражом и завоевать полное доверие Управления вооружений сухопутных сил, главного оружейного ведомства Германии. Сам Карл Майбах всячески препятствовал внедрению любых замен. Другие фирмы не могли мечтать о таком лоббировании своих интересов.
Еще одной причиной доминирования бензина стали некоторые трудности в получении дизтоплива. Решение проблемы инженеры нашли уже в 1942 году, и уже через год объем синтезированного дизеля даже превысил показатели бензотоплива. Была посчитана и экономическая выгода альтернативы. Правда, к тому времени стандартизированные танки уже воевали на Восточном фронте.
Летом 1942 года Гитлер и Порше даже инициировали заседание специальной танковой комиссии, на котором проектировщики получили новое задание: внедрить дизельные моторы с воздушным охлаждением, подходящие для разных климатических условий. Но до конца войны заводы даже не успели провести стендовые испытания, не говоря уже о полевых.
В «дизельной» стезе больше всего преуспела фирма «Daimler-Benz»: её движки даже успели установить на экспериментальный тяжелый танк «Маус» и VK 30.01 (D), «вдохновленный» советским Т-34. Но массового производства прототипов из-за катастрофического положения Рейха так и не последовало. Вопреки распространенному мнению, немецкий флот во время войны не потреблял весь «дизель»: для сухопутных нужд этот вид топлива использовали 100 тысяч грузовиков.
В конце 1920-х советское руководство поставило задачу модернизации Красной Армии. Сложнейшей из поставленных задач было создание танкостроения с нуля. Для сравнения, в странах Западной Европы техническое оснащение танков опиралось на развитое машиностроение. Приходилось ставить на танки авиационные двигатели или модернизировать бензиновые авиационными двигателями «Либерти» из США.
Легкий британский танк Vickers Mk.E (Виккерс МК.Е).
Перенимался и британский опыт: На основе «Виккерса мК Е» был создан легкий танк сопровождения Т-26, самая массовая машина к началу Великой Отечественной. Двигатели для неё производил завод имени Ворошилова в Ленинграде. Поняв преимущества использования дизельного топлива, конструкторы более семи лет трудились над первым дизельным двигателем В-2.
Т-26, установленный у музея-диорамы «Прорыв блокады Ленинграда» возле Кировска
Прототип прошел испытания в 1939 году: несмотря на некоторые недостатки, В-2 показал экономичный расход топлива, высокую мощность и надежность конструкции. К 1940 году коллектив под руководством Михаила Кошкина завершил разработку танка T-34, оснащенного вышеназванным дизель-мотором. После появления на полях сражений новый танк стал настоящей легендой.
Двигатель В-2 в первоначальном виде провел на массовой военной службе более 20 лет. Отдельные экземпляры на ходу до сих пор. Еще несколько обрели покой в различных музеях.
Бензин и дизтопливо Третьего рейха: легенды и мифы
Вообще, вокруг того, куда и зачем в Германии 30-40-х годов устанавливали дизели и бензиновые двигатели, написано много. Но, к сожалению, в основном своем большинстве это не то чтобы легенды и мифы, а, скорее, недопонимание сути.
Начнем, наверное, с самого распространенного мифа о том, что в Германии нефти не было вообще. Это неправда, нефть на немецких землях была. И добывалась промышленным способом аж с 1881 года.
Правда, ее было не так много, как хотелось бы. Но, жирно подчеркну, на конец 19-го – начало 20-го веков на нужды Германии нефти хватало.
Совсем другое дело, если речь шла о военных действиях, которые являются просто бездной в плане потребления горючего. И если в Первую мировую с этим более-менее справлялись все страны, то вот чем ближе к началу Второй (где-то с 1933 года), тем все становилось интереснее.
Немецкий Генштаб не был населен дураками. Там сидели вполне умные и адекватные генералы, которые понимали суть вещей. Нашей аудитории, в большей части состоящей из людей служивых, не надо объяснять (слава богу) некоторых постулатов.
Собираясь воевать, немецкие генералы прекрасно учли все или почти все. В том числе и то, что своей нефти маловато будет для более-менее приличной войны. А так как амбиции Гитлера простирались куда дальше, чем Австрия и Чехословакия, понятно, что о запасах топлива пришлось побеспокоиться.
Ситуация: своей нефти мало, рассчитывать полностью на импорт в условиях войны опасно. Что, собственно, и получилось к 1945 году, когда в Германии встало практически все. Но об этом чуть позже.
Значит, нужно было что-то, из чего можно получать топливо, да еще чтобы этого что-то было своего и побольше. Ну правильно, каменный уголь. Его в Германии было не просто много. В особенности – бурый уголь, что вообще стало спасением, поскольку он не был таким востребованным.
Химическая промышленность Германии – это вообще песня, метод добычи жидкого топлива из каменного угля был разработан и запатентован Фридрихом Бергиусом еще в 1913 году, собственно, все… добываем и перерабатываем по полной.
А если учесть, что кроме метода Бергиуса (гидрогенизации с помощью водорода) был метод его конкурентов Фишера и Тропша, то проблем с получением бензина, пусть и синтетического, зато в достаточных количествах, не было совсем.
Разница методов, если коротко, состояла в том, что методом Бергиуса можно было получить с/бензин, методом Фишера и Тропша — синтетические бензин, соляр и мазут.
В среднем на производство 1 тонны топлива расходовалось 4 тонны каменного угля или от 8 до 10 тонн бурого угля.
Линейка синтетических бензинов была весьма впечатляющая.
Vergaserkraftstoff. Это длинное и непонятное слово можно до сих пор увидеть в музеях, на канистрах и бочонках. На самом деле это не проклятие, это маркировка автомобильного бензина.
Некоторые «исследователи» сообщают даже о разложении на фракции при более низких температурах, но это сказки, не подтвержденные документально. На деле достаточно было превращения в кисель, который не могли прокрутить насосы немецких машин.
Авиационных бензинов выпускалось несколько.
Бензин А3. Окрашивался в синий цвет, октановое число 70, с добавлением тетраэтилсвинца октановое число возрастало до 80.
Бензин В4. Окрашивался тоже в синий цвет, но более темного оттенка. Октановое число 72, при добавлении тетраэтила свинца — 89. «Боевой» бензин для заправки бомбардировщиков и торпедоносцев.
Бензин С3. Окрашивался в зеленый цвет, октановое число 80, в ходе войны ОЧ повысилось от 94 в 1940 году до 97 в 1943-м. Понятно, что С3 заливали только в истребители.
Надо отметить, что одновременно существовал еще бензин марки С2. Все характеристики как и у С3, но этот бензин производился из нефти.
Авиасолярка. Так как немцы вполне нормально использовали дизельные двигатели (Юнкерс «Юмо» 204, 205) на самолетах, то для них требовалось специальное дизельное топливо. Оно также имело два вида, Е1 – из нефти и Е2 – синтетическое.
Стоит отметить, что синтетическое дизельное топливо не смогло стать полноценным заменителем нефтяному. Основная причина все та же, что и у бензинов – склонность к загустеванию при низких температурах. В этом плане синтетическое дизтопливо могло дать фору синтетическому бензину.
Поэтому и получилось некое разделение: бензины в основном были синтетическими, а мазут и дизтопливо – из нефти.
И тут становится понятно, что основным потребителем нефти был немецкий флот. Точнее, той части, которая касалась соляра и мазута.
Вообще, любой корабль, даже стоя на якоре в порту, потреблял в те времена топливо. А в походах и тем более — линкоры и крейсеры сжигали в котлах озера мазута. Кстати, стаи подводных лодок Деница, терроризировавшие союзников, тоже отличались нормальным таким аппетитом.
И здесь, думаю, наметился тот самый раздел. Флоту с его аппетитами достались продукты крекинга нефти, а автомобили, танки и самолеты получили продукцию угольно-химических заводов.
Кстати, вполне оправдано, ибо когда Румыния была вразумлена советскими войсками, немецкий флот фактически встал на мертвый прикол. Что касается танков и самолетов, трудности тоже имелись, но вызваны они были наступлением союзников и захватом угольных бассейнов в земле Северный Рейн — Вестфалия, Бранденбург и Саксония, в которых тоже добывался уголь и производился синтетический бензин, оказались на пути РККА. Со всеми проистекающими.
В общем, принцип «не класть все яйца в одну корзину» вполне сработал.
Тем более что танковый дизель – это явление очень редкое по тем временам. Стоит вспомнить, что все, абсолютно все танки предвоенного периода, немецкие, советские, французские и британские – все были бензиновыми.
Почему? Все просто. Бензиновый двигатель был проще и дешевле. Его мощности и крутящего момента вполне хватало большинству танков того времени, потому что они были не такие уж и тяжелые, скорее, наоборот. А уж первые немецкие послевоенные танки были скорее танкетками.
Если кто не помнит, PzKpfw I весил 5,4 тонны, а PzKpfw II – целых 9,5. А самый массовый PzKpfw III, в зависимости от модификации весил от 15,4 до 23,3 тонны.
Понятно, что бензиновые двигатели вполне справлялись с задачей перемещения таких машин. Кроме того, на танки того времени вполне нормально «залетали» авиационные двигатели. И тут вот вам высокие обороты бензинового двигателя, обеспечивающие высокую скорость танка. Ну чем не инструмент для «блицкрига»?
Вообще, в плане на момент 1941-42 годов все было прекрасно и все шло именно по плану, да простят мне некоторую тавтологию. Но в 1942 году началось то, чего как бы пятью годами ранее никто не ожидал. Начался рост брони, вооружения, а, соответственно, и общей массы танка.
Вот появление танка Т-34 и параллельно с ним двигателя В-2 стало этаким Рубиконом. И все у нас было разложено красиво: легкие и быстрые танки Т-60, Т-70, Т-80, самоходки СУ-76 – это бензиновые моторы. Высокооборотистые и быстрые. Что потяжелее – Т-34, КВ, ИС, ИСУ в ассортименте – дизели.
Да, дизель больше подходит для тяжелой техники, ибо он неспешен, низкооборотист, зато имеет просто восхитительный крутящий момент. Соответствующая трансмиссия – и все, можно даже получить на выходе скорость более 40 км/ч. Советские конструкторы получали.
Сказать, что немцы «не смогли» в плане дизеля для танков – погрешить против истины. Конечно, смогли бы, это все-таки немцы. Но вставал вопрос логистики. Мало того, что надо было привезти больше нефти из Румынии, переработать ее, но и взвалить на войсковых снабженцев управление потоками горючего.
Люфтваффе – ну тут ничего не поделать, три вида бензина и один вид дизтоплива, да и то в небольших количествах, не так уж много самолетов с авиадизелями было у немцев. Самый распространенный – «Юнкерс-52», выпущенный количеством менее 5 тысяч единиц. Остальных было и того меньше, в основном летающие лодки.
А вот в Вермахте как-то так изначально сложилось, что бензиновые двигатели оказались вне конкуренции. Не сказать, что бензин стал безальтернативным топливом, просто менее проблемным. Добыча – у себя, производство – у себя, доставлять один сорт для всех, от танковых полков до мобильных прачечных. Удобнее.
Можно, конечно, усомниться в возможности немцев запилить нормальный дизельный двигатель для танка, но вот почему-то не хочется. Учитывая, какую они создавали технику, уверен, что-что, а дизельный двигатель они осилили бы.
Здесь, скорее, нежелание усложнять себе жизнь излишней логистикой.
Тем более что в плане безопасности дизельный и бензиновый двигатели вопреки куче мифов опять же практически одинаковы.
Пары солярки в полупустых баках взрываются ничуть не хуже бензиновых. С тем, что поджечь бензин легче, чем дизтопливо, соглашусь. Зато потушить солярку, которая попала на что-то горючее (например, хлопчатобумажный комбинезон) – та еще проблема. А так как хоть какой-то основанной на документах статистики нет и уже не предвидится, то и выводы на тему «кто более пожароопасен» сделать очень сложно.
Кстати, подтверждением моих доводов может служить создание в 1944 году австро-германским СП из австрийской фирмы Simmering и немецкой Porsche K.G. для танка Tiger II вполне себе хорошего дизельного двигателя Sla 16 мощностью 750-770 л.с.
Стоит отметить, что дизель ничем не уступал своим бензиновым собратьям в плане мощности («Майбахи» NL-210 и 230, которые таскали на себе «Тигры» и «Пантеры», имели мощность 650 л.с.), прошел все надлежащие испытания, господа из ОКХ сказали, «я, зер гут» и… Продолжили эксплуатацию бензиновых двигателей.
Вот и получается в итоге, что немцы просто не сочли необходимым устраивать себе лишнюю головную боль двойной номенклатурой по топливу, маслам и запасным частям. И не стали брать на вооружение дизельные двигатели.
Очень сложно сказать, был ли такой путь верным и правильным, поскольку разбомбленные союзниками заводы обескровили Вермахт и Люфтваффе, а сдавшаяся на милость Советского Союза Румыния оставила неподвижным Кригсмарине.
Но это уже предмет совершенно отдельного обсуждения.
На пути к Т-80: танковые газотурбинные двигатели
В пятидесятых годах прошлого века широкое распространение получили газотурбинные двигатели (ГТД) различных классов. Турбореактивные моторы разгоняли авиацию до сверхзвуковых скоростей, а по воде и железным дорогам двигались локомотивы и корабли с первыми моделями газотурбинных двигателей. Предпринимались попытки оснастить такими моторами и грузовики, однако эти эксперименты оказались неудачными. Подобные силовые установки, при всех своих плюсах – экономичности на номинальном режиме работы, компактности и возможности применять различные типы топлива – не были лишены недостатков. Прежде всего, это слишком большой расход топлива при разгоне или торможении, что в итоге и определило нишу, в которой ГТД нашли свое применение. Одним из итогов различных экспериментов с такой силовой установкой стал советский танк Т-80. Но достижение всемирной известности было далеко не простым делом. От начала работ по созданию танкового ГТД до начала его серийного производства прошло почти два десятка лет.
Идея сделать танк с газотурбинной силовой установкой появилась еще тогда, когда никто и не думал о проекте Т-80. Еще в 1948 году конструкторское бюро турбинного производства Ленинградского Кировского завода начало работу над проектом танкового ГТД мощностью в 700 лошадиных сил. К сожалению, проект был закрыт за бесперспективностью. Дело в том, что 700-сильный двигатель, по расчетам, потреблял чрезвычайно много топлива. Расход признали слишком большим для практического использования. Чуть позже неоднократно предпринимались попытки сконструировать другие двигатели подобного класса, но они тоже не дали никакого результата.
Во второй половине пятидесятых годов ленинградские конструкторы создали еще один двигатель, который дошел до стадии сборки прототипа. Получившийся ГТД-1 не оснащался теплообменником и выдавал мощность до тысячи лошадиных сил при расходе топлива в 350-355 г/л.с. ч. Вскоре на основе этого двигателя сделали две модификации: ГТД1-Гв6 со стационарным теплообменником и ГТД1-Гв7 с вращающимся. К сожалению, несмотря на некоторый прогресс, все три модели ГТД имели расход топлива выше расчетного. Улучшить этот параметр не представлялось возможным, поэтому проекты закрыли.
В целом, все ранние проекты ГТД для сухопутной, в том числе и гусеничной, техники не отличались особыми успехами. Все они не смогли добраться до серийного производства. В то же время, в ходе разработки и испытаний новых моторов удалось найти немало новых оригинальных технических решений, а также собрать нужную информацию. К этому времени сформировались две основные тенденции: попытки приспособить авиационный двигатель для использования на танке и сделать специальный ГТД.
В начале шестидесятых годов произошло несколько событий, которые позитивно сказались на всем направлении. Сначала Научно-исследовательский институт двигателей (НИИД) предложил несколько вариантов моторно-трансмиссионного отделения для танка Т-55. Предлагались два варианта газотурбинного двигателя, отличавшиеся друг от друга мощностью и потреблением топлива. В апреле 1961 года вышло соответствующее распоряжение руководства страны, согласно которому НИИД должен был продолжить работы по начатым проектам, а на Челябинском тракторном заводе создавалось специальное конструкторское бюро, занятое исключительно тематикой ГТД.
Новое бюро получило индекс ОКБ-6 и объединило усилия с Институтом двигателей. Результатом проектирования стал проект ГТД-700. При мощности до 700 л.с. этот двигатель потреблял 280 г/л.с.ч, что приближалось к требуемым значениям. Столь высокие для своего времени характеристики были обусловлены рядом оригинальных решений. Прежде всего необходимо отметить конструкцию теплообменника, каналы которого были оптимизированы в плане сечения и скорости течения газов. Кроме того, на работе двигателя благотворно сказался новый одноступенчатый воздухоочиститель циклонного типа, задерживавший до 97% пыли. В 1965 году начались испытания двух первых образцов ГТД-700. Работа двигателей на стенде показала все преимущества примененных решений, а также позволила вовремя определить и исправить имеющиеся проблемы. Вскоре собрали еще три двигателя ГТД-700, один из которых позже был установлен на опытный танк «Объект 775Т». В марте 1968 года прошел первый запуск газотурбинного двигателя на танке и через несколько дней начались ходовые испытания. До апреля следующего года экспериментальный танк прошел около 900 километров при наработке двигателя порядка 100 часов.
Несмотря на имеющиеся успехи, в 1969 году испытания двигателя ГТД-700 завершились. В это время прекратились работы над ракетным танком «Объект 775» и, как следствие, его газотурбинной модификацией. Однако развитие двигателя не остановилось. По результатам испытаний сотрудники НИИД провели несколько исследований и пришли к позитивным выводам. Как оказалось, конструкция ГТД-700 позволяла довести мощность до уровня порядка 1000 л.с., а расход топлива снизить до 210-220 г/л.с.ч. Перспективная модификация двигателя получила обозначение ГТД-700М. Ее расчетные характеристики выглядели многообещающе, что привело к дальнейшим разработкам. ВНИИТрансмаш (переименованный ВНИИ-100) и конструкторское бюро ЛКЗ предприняли попытку установить ГТД-700М на танки «Объект 432» и «Объект 287». Однако никаких практических результатов добиться не удалось. Моторно-трансмиссионное отделение первого танка оказалось недостаточно большим для размещения всех агрегатов силовой установки, а второй проект вскоре был закрыт за бесперспективностью. На этом история двигателя ГТД-700 закончилась.
ГТД-3 для «Объекта 432»
Одновременно с НИИД и челябинскими конструкторами над своими проектами ГТД работали в омском ОКБ-29 (сейчас Омское моторостроительное конструкторское бюро) и ленинградском ОКБ-117 (завод им. В.Я. Климова). Стоит отметить, основным направлением работы этих предприятий была адаптация авиационных двигателей к танковым «нуждам». Этим фактом обусловлен целый ряд особенностей получившихся двигателей. Одним из первых переработке подвергся вертолетный турбовальный двигатель ГТД-3, разработанный в Омске. После адаптации для использования на танке он получил новый индекс ГТД-3Т и немного потерял в мощности, с 750 до 700 л.с. Расход топлива в танковом варианте составлял 330-350 г/л.с.ч. Такое потребление горючего было слишком велико для практического использования двигателя, но ГТД-3Т все же был установлен на ходовой макет, базой для которого послужил танк Т-54. Позже подобный эксперимент провели с танком Т-55 (проект ВНИИ-100) и с «Объектом 166ТМ» (проект Уралвагонзавода). Примечательно, что после испытаний своего опытного образца тагильские конструкторы пришли к выводу о нецелесообразности продолжения работ по газотурбинной тематике и вернулись к созданию танков с дизельными двигателями.
В 1965 году ОКБ-29 и ВНИИ-100 получили задание доработать двигатель ГТД-3Т для использования на танке «Объект 432», который вскоре был принят на вооружение под обозначением Т-64. В ходе такой доработки двигатель получил новое обозначение ГТД-3ТЛ и ряд изменений в конструкции. Изменились конструкция компрессора и корпуса турбины, появилась система перепуска газов после компрессора, созданы два новых редуктора (один в составе моторного агрегата, другой располагался на корпусе танка), а также переделана выхлопная труба. Имея сравнительно небольшие габариты, двигатель ГТД-3ТЛ хорошо вписался в моторно-трансмиссионное отделение «Объекта 432», а в свободных объемах уместились дополнительные баки на 200 литров топлива. Стоит отметить, в МТО танка пришлось ставить не только новый двигатель, но и новую трансмиссию, приспособленную для работы с газотурбинным двигателем. Крутящий момент двигателя передавался на главный редуктор и распределялся на две бортовые планетарные коробки передач. В конструкции новой трансмиссии широко использовались детали исходной системы «Объекта 432». Ввиду специфических требований двигателя к подаче воздуха пришлось заново спроектировать оборудование для подводного вождения, имеющее в своем составе воздухопитающие и выхлопные трубы большего диаметра.
В ходе проектирования двигателя ГТД-3ТЛ, с целью проверки некоторых идей, на танке Т-55 установили мотор ГТД-3Т. Танк с газотурбинным двигателем сравнили с аналогичной бронемашиной, оборудованной стандартным дизелем В-55. В результате этих испытаний подтвердились все предварительные расчеты. Так, средняя скорость опытного танка оказалась немного выше скорости серийного, но за это преимущество пришлось платить в 2,5-2,7 раза более высоким расходом топлива. При этом к моменту сравнительных испытаний не были достигнуты требуемые характеристики. Вместо необходимых 700 л.с. ГТД-3ТЛ выдавал лишь 600-610 и сжигал порядка 340 г/л.с.ч вместо требовавшихся 300. Повышенный расход топлива привел к серьезному уменьшению запаса хода. Наконец, ресурс в 200 часов не дотягивал даже до половины от заданных 500. Выявленные недостатки были учтены и вскоре появился полноценный проект ГТД-3ТЛ. К концу 1965 года ОКБ-29 и ВНИИ-100 совместными усилиями завершили разработку нового двигателя. За основу для него был взят не танковый ГТД-3Т, а авиационный ГТД-3Ф. Новый двигатель развивал мощность до 800 л.с. и потреблял не более 300 г/л.с.ч. В 1965-66 годах изготовили два новых двигателя и проверили их на танке «Объект 003», представлявшем собой доработанный «Объект 432».
Одновременно с испытаниями танка «Объект 003» шла разработка «Объекта 004» и силовой установки для него. Предполагалось использовать двигатель ГТД-3ТП, имевший большую мощность в сравнении с ГТД-3ТЛ. Кроме того, мотор с индексом «ТП» должен был размещаться не поперек корпуса танка, а вдоль, что повлекло за собой перекомпоновку некоторых агрегатов. Основные пути развития остались прежними, но их нюансы подверглись определенным коррективам, связанным с выявленными проблемами газотурбинных двигателей. Пришлось серьезно доработать систему забора и фильтрации воздуха, а также отвода выхлопных газов. Еще один серьезный вопрос касался эффективного охлаждения двигателя. Создание новой трансмиссии, повышение характеристик и доведение моторесурса до требуемых 500 часов также остались актуальными. При проектировании двигателя и трансмиссии для танка «Объект 004» старались скомпоновать все агрегаты таким образом, чтобы они могли уместиться в МТО с минимальными его доработками.
Наибольшим изменениям подверглась крыша моторно-трансмиссионного отделения и кормовой лист бронекорпуса. Крышу сделали из сравнительно тонкого и легкого листа с окнами, на которых разместили жалюзи воздухозаборного устройства. В корме появились отверстия для выброса газов двигателя и воздуха из системы охлаждения. Для повышения живучести эти отверстия прикрыли бронированным колпаком. Двигатели и некоторые агрегаты трансмиссии укрепили на заново разработанной раме, которая монтировалась на бронекорпусе без доработок последнего. Сам двигатель установили продольно, с небольшим сдвигом от оси танка влево. Рядом с ним разместились топливный и масляный насосы, 24 прямоточных циклона системы воздухоочистки, компрессор, стартер-генератор и т.п.
Двигатель ГТД-3ТП мог выдавать мощность до 950 л.с. при расходе топлива в 260-270 г/л.с.ч. Характерной чертой этого двигателя стала его схема. В отличие от предыдущих моторов семейства ГТД-3 он был сделан по двухвальной системе. С двигателем была сопряжена четырехскоростная трансмиссия, разработанная с учетом характерных для газотурбинного двигателя нагрузок. Согласно расчетам, трансмиссия могла работать в течение всего срока службы двигателя – до 500 часов. Бортовые коробки передач имели тот же размер, что и на исходном «Объекте 432» и помещались на исходных местах. Приводы управления агрегатами двигателя и трансмиссии в большинстве своем располагались на старых местах.
Насколько известно, «Объект 004» так и остался на чертежах. В ходе его разработки удалось решить несколько важных вопросов, а также определить планы на будущее. Несмотря на уменьшение заметности танка с ГТД в инфракрасном спектре, улучшившееся качество очистки воздуха, создание специальной трансмиссии и т.п., расход топлива оставался на недопустимом уровне.
Еще одним проектом, начавшимся в 1961 году, были ленинградские исследования перспектив турбовального двигателя ГТД-350. Ленинградские Кировский завод и Завод им. Климова совместными усилиями начали изучать поставленный перед ними вопрос. В качестве стенда самых для первых исследований применялся серийный трактор К-700. На него установили двигатель ГТД-350, для работы с которым пришлось немного доработать трансмиссию. Вскоре начался еще один эксперимент. На этот раз «платформой» для газотурбинного двигателя стал бронетранспортер БТР-50П. Подробности этих испытаний не стали достоянием общественности, но известно, что по их результатам двигатель ГТД-350 признали пригодным для использования на сухопутной технике.
На его базе создали два варианта двигателя ГТД-350Т, с теплообменником и без. Без теплообменника газотурбинный двигатель двухвальной системы со свободной турбиной развивал мощность до 400 л.с. и имел расход топлива на уровне 350 г/л.с.ч. Вариант с теплообменником был ощутимо экономичнее – не более 300 г/л.с.ч., хотя и проигрывал в максимальной мощности порядка 5-10 л.с. На основе двух вариантов двигателя ГТД-350Т были сделаны силовые агрегаты для танка. При этом, ввиду сравнительно малой мощности, рассматривались варианты с применением как одного двигателя, так и двух. В результате сравнений наиболее перспективным был признан агрегат с двумя двигателями ГТД-350Т, располагавшимися вдоль корпуса танка. В 1963 году началась сборка опытного образца такой силовой установки. Его установили на шасси экспериментального ракетного танка «Объект 287». Получившуюся машину назвали «Объектом 288».
В 1966-67 годах этот танк прошел заводские испытания, где подтвердил и скорректировал расчетные характеристики. Однако главным результатом поездок по полигону стало понимание того, что перспективы спаренной системы двигателей сомнительны. Силовая установка с двумя двигателями и оригинальным редуктором получилась сложнее в производстве и эксплуатации, а также дороже, чем один ГТД эквивалентной мощности с обычной трансмиссией. Предпринимались некоторые попытки развить двухдвигательную схему, но в итоге конструкторы ЛКЗ и Завода им. Климова остановили работы в этом направлении.
Стоит отметить, проекты ГТД-350Т и «Объект 288» были закрыты только в 1968 году. До этого времени, по настоянию заказчика в лице Минобороны, состоялись сравнительные испытания сразу нескольких танков. В них участвовали дизельные Т-64 и «Объект 287», а также газотурбинные «Объект 288» и «Объект 003». Испытания были суровыми и проходили на разных местностях и в разных погодных условиях. В результате выяснилось, что при имеющихся преимуществах в части габаритов или максимальной мощности существующие газотурбинные двигатели менее пригодны для практического применения, чем освоенные в производстве дизели.
Незадолго до прекращения работ по тематике спаренных двигателей конструкторы ЛКЗ и Завода им. Климова сделали два эскизных проекта, подразумевавших установку на танк «Объект 432» спаренной установки с перспективными двигателями ГТД-Т мощностью по 450 л.с. Рассматривались различные варианты размещения двигателей, но в итоге оба проекта не получили продолжения. Спаренные силовые установки оказались неудобными для практического применения и более не использовались.
Двигатель для Т-64А
Принятый на вооружение в шестидесятых годах танк Т-64А при всех своих преимуществах не был лишен недостатков. Высокая степень новизны и несколько оригинальных идей стали причиной технических и эксплуатационных проблем. Немало нареканий вызвал двигатель 5ТДФ. В частности, и из-за них было решено всерьез заняться перспективным ГТД для этого танка. В 1967 году появилось соответствующее постановление руководства страны. К этому времени уже имелся определенный опыт в сфере оснащения танка «Объект 432» газотурбинной силовой установкой, поэтому конструкторам не пришлось начинать с нуля. Весной 1968-го года на ленинградском Заводе им. Климова развернулись проектные работы по двигателю ГТД-1000Т.
Главным вопросом, стоявшим перед конструкторами, было снижение расхода топлива. Остальные нюансы проекта уже были отработаны и не нуждались в столь большом внимании. Улучшать экономичность предложили несколькими путями: повысить температуру газов, улучшить охлаждение элементов конструкции, модернизировать теплообменник, а также повысить КПД всех механизмов. Кроме того, при создании ГТД-1000Т применили оригинальный подход: координацией действий нескольких предприятий, занятых в проекте, должна была заниматься сводная группа из 20 их сотрудников, представлявших каждую организацию.
Благодаря такому подходу достаточно быстро удалось определиться с конкретным обликом перспективного двигателя. Таким образом, в планы входило создание трехвального ГТД с двухкаскадным турбокомпрессором, кольцевой камерой сгорания и охлаждаемым сопловым аппаратом. Силовая турбина – одноступенчатая с регулируемым сопловым аппаратом перед ней. В конструкцию двигателя ГТД-1000Т сразу ввели встроенный понижающий редуктор, который мог преобразовывать вращение силовой турбины со скоростью порядка 25-26 тыс. оборотов в минуту в 3-3,2 тыс. Выходной вал редуктора разместили таким образом, что он мог передавать крутящий момент на бортовые коробки передач «Объекта 432» без лишних деталей трансмиссии.
По предложению сотрудников ВНИИТрансмаш, для очистки поступающего воздуха применили блок прямоточных циклонов. Выведение выделенной из воздуха пыли было обязанностью дополнительных центробежных вентиляторов, которые, кроме того, обдували масляные радиаторы. Использование такой простой и эффективной системы очистки воздуха привело к отказу от теплообменника. В случае его использования для достижения требуемых характеристик требовалось очищать воздух почти на все 100%, что было, как минимум, очень сложно. Двигатель ГТД-1000Т без теплообменника мог работать даже если в воздухе оставалось до 3% пыли.
Отдельно стоит отметить компоновку двигателя. На корпусе собственно газотурбинного агрегата установили циклоны, радиаторы, насосы, маслобак, компрессор, генератор и прочие части силовой установки. Получившийся моноблок имел габариты, пригодные для установки в моторно-трансмиссионное отделение танка Т-64А. Кроме того, в сравнении с оригинальной силовой установкой, двигатель ГТД-1000Т оставлял внутри бронированного корпуса объем, достаточный для размещения баков на 200 литров топлива.
Весной 1969 года началась сборка опытных экземпляров Т-64А с газотурбинной силовой установкой. Интересно, что в создании прототипов участвовали сразу несколько предприятий: Ленинградский Кировский и Ижорский заводы, Завод им. Климова, а также Харьковский завод транспортного машиностроения. Чуть позже руководство оборонной промышленности решило построить опытную партию из 20 танков Т-64А с газотурбинной силовой установкой и распределить их по различным испытаниям. 7-8 танков предназначались для заводских, 2-3 для полигонных, а оставшиеся машины должны были пройти войсковые испытания в разных условиях.
За несколько месяцев испытаний в условиях полигонов и испытательных баз было собрано нужное количество информации. Двигатели ГТД-1000Т показали все свои преимущества, а также доказали пригодность для использования на практике. Однако выяснилась другая проблема. При мощности в 1000 л.с. двигатель не слишком удачно взаимодействовал с имеющейся ходовой частью. Ее ресурс заметно снижался. Более того, к моменту окончания испытаний почти все двадцать опытных танков нуждались в ремонте ходовой или трансмиссии.
На финишной прямой
Самым очевидным решением проблемы выглядела доработка ходовой части танка Т-64А для использования вместе с ГТД-1000Т. Однако такой процесс мог занять слишком много времени и с инициативой выступили конструкторы ЛКЗ. По их мнению, нужно было не модернизировать имеющуюся технику, а создавать новую, изначально рассчитанную под большие нагрузки. Так появился проект «Объект 219».
Как известно, за несколько лет разработки этот проект успел претерпеть массу изменений. Корректировались почти все элементы конструкции. Точно так же доработкам подвергся и двигатель ГТД-1000Т и сопряженные с ним системы. Пожалуй, самым главным вопросом в это время было повышение степени очистки воздуха. В результате массы исследований выбрали воздухоочиститель с 28 циклонами, оснащенными вентиляторами с особой формой лопасти. Для уменьшения износа некоторые детали циклонов покрыли полиуретаном. Изменение воздухоочистительной системы сократило поступление пыли в двигатель примерно на один процент.
Еще во время испытаний в Средней Азии проявилась другая проблема газотурбинного двигателя. В тамошних грунтах и песках было повышенное содержание кремнезема. Такая пыль, попав в двигатель, спекалась на его агрегатах в виде стекловидной корки. Она мешала нормальному течению газов в тракте двигателя, а также увеличивала его износ. Эту проблему пытались решить при помощи специальных химических покрытий, впрыска в двигатель особого раствора, создания вокруг деталей воздушной прослойки и даже применения неких материалов, постепенно разрушавшихся и уносивших с собой пригоревшую пыль. Однако ни один из предложенных методов не помог. В 1973 году эту проблему решили. Группа специалистов Завода им. Климова предложила установить на наиболее подверженную загрязнению часть двигателя – сопловой аппарат – специальный пневмовибратор. При необходимости или через определенный промежуток времени в этот агрегат подавался воздух от компрессора и сопловой аппарат начинал вибрировать с частотой в 400 Гц. Налипшие частички пыли буквально стряхивались и выдувались выхлопными газами. Чуть позже вибратор заменили восемью пневмоударниками более простой конструкции.
В результате всех доработок наконец удалось довести ресурс двигателя ГТД-1000Т до требуемых 500 часов. Расход топлива танков «Объект 219» был примерно в 1,5-1,8 раза больше, чем у бронемашин с дизельными двигателями. Соответствующим образом сократился и запас хода. Тем не менее, по совокупности технических и боевых характеристик танк «Объект 219сп2» признали пригодным для принятия на вооружение. В 1976 году вышло постановление Совмина, в котором танк получил обозначение Т-80. В дальнейшем эта бронемашина претерпела ряд изменений, на ее базе было создано несколько модификаций, в том числе и с новыми двигателями. Но это уже совсем другая история.
По материалам сайтов:
журнал ««Техника и вооружение: вчера, сегодня, завтра…»»
http://armor.kiev.ua/
http://army-guide.com/
http://t80leningrad.narod.ru/
Война, которой не было. 13 серия. «Танк Т-80. Совершенное оружие»