двигатель внутреннего сгорания, предназначенный для обеспечения движения танка . Танковые двигатели применяются также на самоходных артиллерийских установках, боевых машинах пехоты, бронетранспортерах. На танках 1-й мировой войны использовались поршневые карбюраторные двигатели автомобильного типа мощностью до 77 кВт (около 105 л. с.), иногда применялась их спаренная установка. Такие танковые двигатели обеспечивали ср. скорость по пересечённой местности 5 -13 км/ч. В начале 2-й мировой войны на танках Великобритании, США, Франции, Германии устанавливались карбюраторные двигатели мощностью 80-440 кВт (- 110-600 л. с.). Удельная мощность танков с этими двигателями достигала 11 - 12,9 кВт/т (15 -17,5 л. с./т), что обеспечивало ср. скорость 15-20 км/ч.
В СССР ещё в 1932 группа конструкторов - Я.Е. Вихман, И.Я. Трашутин и др.- приступила к разработке дизеля для танка.Через год 12-цилиндровый дизельный танковый двигатель БД-2 мощностью 293 кВт (около 400 л.с.) испытывался на танке БТ-5. В результате всесторонних испытании и дальнейшего усовершенствования, проведённых Т.П. Чупахиным, М.П. Поддубным, А.Д. Чаромским и др., двигатель в 1939 был принят для серийного произ-ва под индексом В-2 и положил начало семейству сов. танк, дизелей. По сравнению с карбюраторным новый танковый двигатель расходовал топлива на 20-30% меньше, что позволяло увеличить запас хода и снизить возможность возникновения пожара в боевой обстановке. Двигатель В-2 устанавливался на ср. танках Т-34, а В-2К - на тяж. танках КВ. В течение всей Великой Отечеств, войны танковые двигатели В-2 успешно применялись на сов. танках и самоходных арт. установках. За рубежом в ходе 2-й мировой войны в основном применялись карбюраторные Т. д. с воздушным и жидкостным охлаждением. На некоторых амер. и англ, танках устанавливались спаренные дизели автомобильного типа; танки нем.-фаш. армии имели карбюраторные двигатели.
В конце 70-х гг. развитие танковых двигателей в армиях передовых в экономич. отношении гос-в характеризовалось практически полным преобладанием дизелей, в большинстве случаев четырёхтактных, с жидкостным охлаждением, мощностью 440-625 кВт (600-850 л. с.) (мощность опытных образцов 735 - 1100 кВт (1000-1500 л. с.)). Имеется тенденция к дальнейшему увеличению мощности. Удельный расход топлива составляет 230-270 г/кВт ч (около 170-200 г/л.с. ч). Удельная мощность при этом находится в пределах 9,6-22 кВт/т (около 13-30 л.с./т), что обеспечивает ср. скорость на пересечённой местности до 25-40 км/ч.
В дизельном танковом двигателе условно различают 3 осн. механизма: кривошипный, газораспределения и передачи. Кривошипный механизм состоит из картера, блоков цилиндров, поршневой и шатунной группы, коленчатого вала и предназначен для преобразования возвратно поступательного движения поршня во вращат. движение коленчатого вала. Механизм газораспределения включает распределит, валы и клапанные механизмы, служит для открывания и закрывания впускных и выпускных клапанов в головках блоков цилиндров. Механизм передачи обеспечивает вращение распределит, валов механизма газораспределения и всех вспомогат. агрегатов от коленчатого вала. К конструкции танкового двигателя предъявляются след, требования: большая мощность при миним. габаритных размерах и массе, высокая надёжность в эксплуатации, миним. расход топлива, возможность запуска и работы при низких темп-pax. Одним из важнейших показателей танкового двигателя является габаритная мощность Np (отношение макс, мощности к габаритному объёму двигателя), к-рая достигает величины 370-600 кВт/м3 (около 500-900 л.с./м3) и зависит от степени форсирования и мощности, приходящейся на 1 литр рабочего объёма всех цилиндров танкового двигателя, а также от его компоновки. Осн. путями форсирования являются наддув и переход на двухтактный процесс. Двухтактные двигатели, напр., установлены на англ, танке «Чифтен» и шведском «S». Среди четырёхтактных наиболее рациональную компоновку имеют 6-12-цилиндровые двигатели с V-образным расположением цилиндров, что позволяет уменьшить объём двигателя за счёт размещения вспомогат. агрегатов в развале между цилиндрами. Для двухтактных танковых двигателей обычно применяется схема с двумя противоположно движущимися поршнями в каждом цилиндре (с общей камерой сгорания и прямоточной продувкой). На танковых двигателях наибольшее распространение получило жидкостное охлаждение, обеспечивающее по сравнению с воздушным более интенсивный отвод тепла.
Большинство танковых двигателей, разработанных в 60-70-е гг., являются многотопливными, т.е. способными работать на бензине, керосине, дизельном и спец. авиац. топливах, что значительно облегчает снабжение танков. Во мн. странах усиленно ведутся работы но созданию танк, газотурбинных двигателей (ГТД). Их осн. преимущества - меньшие габаритные размеры и масса по сравнению с поршневыми, лёгкий запуск при низких температуpax, простота приспособления к различ. топливам. Недостаток состоит в том, что известные образцы ГТД расходуют в 1,5-2 раза больше топлива, чем дизельные двигатели. Однако, как указывается в зарубежной печати, газотурбинные танковые двигатели весьма перспективны.
Лит.: Косырев Е.А., Орехов Е.М., Фомин Н.Н. Танки. М., 1973; Танки и танковые войска. М., 1970; Почтарев Н.Ф. Быстроходные четырехтактные дизели. М., 1965; Танк. М., 1954.
В.А. Мангушев.

В этой статье сделана попытка ответить на злободневные вопросы текущего момента. Какая ситуация в танкостроении сложилась на данный момент в нашей стране и за рубежом? Какие силовые установки можно и нужно использовать для новых и модернизированных объектов БТТ? Какие направления выбрать для научно-технических разработок и как скоро можно получить конкретную отдачу, организовать производство и решить накопившиеся проблемы в танкостроении?

Знаменитое конструкторское бюро Кировского завода Санкт-Петербурга (ныне ОАО «Спецмаш» - Специальное конструкторское бюро транспортного машиностроения) известно предвоенными танками КВ-1 иКВ-2, тяжелыми танками ИС и самоходными установками ИСУ-122, ИСУ-152, спроектированными в знаменитом Танкограде под руководством главного конструктора Ж. Я. Котина в годы Великой Отечественной войны. Совершенствование тяжелых танков и разработка целого ряда машин на их базе продолжались и после войны (передвижные атомные электростанции, машины для покорения Антарктики, ракетоносители и др.). Но особенной заслугой коллектива под руководством главного конструктора Н.С. Попова стало создание и организация серийного производства танка Т-80 с газотурбинной силовой установкой (ГТД).

Различные модификации этого танка успешно эксплуатировались в Вооруженных Силах нашей страны на протяжении ряда лет, и сегодня эти машины находятся в строю в ряде военных округов, а также в армиях некоторых зарубежных стран. С распадом СССР выпуск Т-80 завершился, прекратилось финансирование работ по его совершенствованию, а высокопрофессиональные специалисты КБ попали под сокращения. Но главное - имеется большой потенциал модернизации, заложенный в конструкцию танка: не зря в 2005 г. указом Президента РФ усовершенствованные Т-80 приняты на снабжение армии.

Большой резонанс вызвала публикация С. Птичкина «Снайперский выстрел по контракту» («Российская газета», №5152 от 8 апреля 2010 г.), где, в частности, приводились слова начальника вооружения ВС - заместителя министра обороны Владимира Поповкина о том, что Министерство обороны (МО) решительно настроено отказаться от образцов, еще вчера считавшихся перспективными, и сделать ставку на действительно новейшую и реально существующую боевую технику, выпускаемую за границей. Из статьи следуют невеселые выводы: МО закрыло работы по перспективному танку Т-95, а также не планирует закупать и так называемую «боевую машину поддержки танков» (БМПТ). Далее заявляется, что отечественная бронетанковая техника перестала отвечать современным требованиям: якобы у нас нет для такой техники ни соответствующих моторов, ни современных трансмиссий, ни даже вооружений.

Не прибавила оптимизма статья М. Растопшина, опубликованная в «НГ-НВО» 2 апреля 2010 г. под хлестким заголовком «Принятый войсками 20 лет назад танк Т-90 уже не новый и не современный». Автор, подвергнув по традиции критике все и вся, особенно защиту и боеприпасы, делает вывод: «Продолжающиеся производство и поставка в войска старых танков Т-90 - это подготовка не к будущей войне, а к прошлой войне».

Хотя в очередной раз можно констатировать, что данные, которые приводит в своих статьях М. Растопшин, зачастую не отвечают реальному состоянию дел в танкостроении (возможно, из-за нехватки должной информации), в целом положение, конечно, тревожное. А итог указанной статьи вообще мрачен и категоричен: «танки Т-90 не пригодны к ведению боевых действий». В заключение даже вынесен вердикт перспективному танку: «задержка с принятием на вооружение нового танка Т-95, можно полагать, произошла по причине трудности решения новых проблем по созданию его защиты». И надо не откладывая что-то делать. Однако конкретных прогрессивных решений автор статьи не предлагает.

Так как же обстоят сегодня дела в отечественном танкостроении?

Прежде всего, хотелось бы проинформировать В. Поповкина, что «соответствующий мотор и современная трансмиссия для модернизации и совершенствования БТВ» есть - о них речь пойдет ниже. Но вначале стоит процитировать слова Генерального конструктора ОАО «Спецмаш» Н.С. Попова из его интервью после показа военной техники в ОАЭ, где участвовали отечественные танки Т-80 и американский «Абрамс», также оснащенный ГТД. Кстати, сегодня только две страны в мире обладают уникальной технологией и возможностями производства ГТД для наземных транспортных машин и танков. В частности, Н.С. Попов сказал: «Раньше под бдительным государевым оком нас то ругали, то хвалили. Может, не всегда справедливо, но жизнь была. Сегодня же нами никто не интересуется. Я ловлю за рукав правительственных деятелей, спрашиваю: «Вам танки нужны или нет? Если нужны, - какие, сколько? Ответьте только: да или нет?» И ответа добиться не могу. В лучшем случае меня утешают, что военная доктрина России еще разрабатывается».

Отвечая на вопрос, как же сохранить имеющийся громадный потенциал, не растерять накопленный опыт, Николай Сергеевич отметил приоритеты, которые, к примеру, одобрили американские конгрессмены: экспорт танков за рубеж, а также модернизация танков М1. Подсчитано, что это выгодно экономически, поскольку стоимость модернизированного М1А2 составляет две трети стоимости производства нового танка. «В нашем «конгрессе» подобные проблемы не обсуждаются. Там другие заботы», - сказал Н.С. Попов.

Известно, что в США для модернизации силовой установки танка «Абрамс» и самоходки «Крусадер» реализуется программа АССЕ (Abrams Crusader Common Engine) стоимостью 3 млрд. долл., при этом подразумевается разработка на альтернативной основе комплексной моторно-трансмиссионной установки как с газотурбинным (ГТД), так и с дизельным двигателем (ДД). В конкурентной программе AJPS (Advanced Jntegrated Propulsion Systen) предусматривается создание фирмой «Дженерал Электрик» современного ГТД марки LV-100, который по сравнению с существующим ГТД «Текстрон Лайкоминт» AGT-1500 (мощность 1500 л.с.) должен обеспечить 100%-ное увеличение габаритной мощности (т.е. 50%-ное уменьшение объема и 50%-ное снижение расходов на эксплуатацию и ремонт).

Для LV-100 заявлена максимальная мощность 2000 л.с., что обеспечит танку удельную мощность 33 л.с./т. (замечу, что удельная мощность Т-80У - 27 л.с./т.). Программа включает создание не только силовой установки и трансмиссии, но и ряда других узлов и агрегатов: вспомогательного двигателя в забронированном пространстве, систем воздухоочистки и охлаждения с улучшенными характеристиками, подавления демаскирующего выхлопа и теплового излучения и т.д. Двигатель предполагается оснастить диагностической и прогностической системой, данные которой будут получать водитель и командир. Новый ГТД успешно отработал 2000 моточасов, а его агрегаты и узлы рассчитаны на бесперебойную работу в течение 5800 ч, что обеспечит существенные преимущества перед двигателем первого поколения AGT-1500.

Программа AJPS, в отличие от других, носит гарантированный конкурсный характер на всех стадиях (НИР, ОКР, производство). Предусмотрено создание натуральных блоков, проведение сравнительных испытаний и после этого выбор одного из конкурирующих вариантов. По утверждениям специалистов, ГТД по сравнению с поршневыми двигателями имеет сравнительно мало движущихся элементов, которые совершают только вращательные движения, в отличие от возвратно-поступательного движения поршня и клапанов. Важно, что в ГТД отсутствуют трущиеся поверхности, которые подвергаются воздействию горячих газов, что изолирует подшипники и масло от продуктов сгорания, оставляя их чистыми, и снижает эксплуатационные затраты. Одновременно подчеркивается низкое выделение тепла на выхлопе, меньшая стоимость жизненного цикла и способность к немедленной отдаче мощности при низкотемпературных условиях.

Концепция конкурента - дизельного двигателя, разрабатываемого фирмой «Камминз энджин» - акцент на низкую теплоотдачу от двигателя. В обычном поршневом двигателе примерно треть всей энергии, получаемой при сгорании топлива, превращается в полезную работу, а оставшаяся часть почти поровну переходит в систему и выбрасывается с выхлопными газами. Двигатель с низкой теплоотдачей в систему охлаждения большую часть тепла будет удалять через выхлоп, выигрывая в другом - в меньших затратах на привод вентиляторов, габаритов системы охлаждения, площади решеток (жалюзи), что повышает живучесть танка на поле боя, и т.д. Речь идет о шестицилиндровом двигателе со спаренными цилиндрами (по-видимому, с противоположно-движущимися поршнями, как у 5ТД/6ТД на танке Т-64), который должен работать с гидродинамической коробкой передач S3 (Hydrokinetische Allison-Getriebe) и электронной диагностической и прогностической системах.

В новой трансмиссии будет обеспечена рекуперация мощности в момент поворота - перевод мощности с отстающей гусеницы на забегающую. Специалисты фирмы «Детройд дизель Эллисон» сообщили также о завершении работ над гидротрансформатором, гидоростатическим приводом механизма поворота и гидроретардером. Замечу, что подобные наши узлы (ГОП - гидрообъемная передача, к примеру) были внедрены на Т-80 уже несколько лет назад.

Выбор моторно-силовой установки, в итоге, будет оцениваться по таким показателям, как мощность, топливная экономичность, надежность, параметры управления и процессов охлаждения. Также к приоритетным показателям относят объем и вес силовой установки, учитывая желание военных уменьшить вес танка до 40 т., а самоходного орудия - еще больше.

С созданием научно-промышленной корпорации «Уралвагонзавод» представляется, что объединенными усилиями конструкторских бюро, научно-исследовательских институтов и производства будут предприняты конкретные шаги по преодолению существующих танковых проблем, о которых уже шла речь в начале статьи (вооружение и защита). Однако не менее важная составляющая БТВ - двигатель, а точнее, моторно-трансмиссионная установка (МТУ).

Необходимо подчеркнуть, что с момента принятия на вооружение танка Т-80 совершенствование ГТД происходило очень динамично: вначале в тех же габаритах мощность была увеличена до 1100 л.с., затем, в 1986 г., - уже до 1250 л.с. Более того, опытный образец ГТД-1500Т установили в танке без переделки моторно-трансмиссионного отделения. В этом двигателе уже был осуществлен ряд мероприятий по топливной экономичности и удобству обслуживания, а также внедрен ГОП. Но из-за прекращения финансирования это перспективное направление закрыли. И все же разработчики не опустили руки: ОАО «Завод им. Климова», КОБМ и КАДВИ при минимальных доработках увеличили мощность двигателя ГТД-1250 путем форсажа до 1400 л.с. (кратковременно - в течение 15% ресурса). Это решение вполне эффективно и может хоть сегодня использоваться при ремонте и модернизации танков.

Конечно, ГТД имеет и недостатки. В первую очередь, расход топлива, который больше, чем у дизеля. К сожалению, наши оппоненты преувеличивают, при этом умалчивая, что когда речь идет о ГСМ (горюче-смазочных материалах), то корректно говорить и о потребляемом масле, расход которого у ГТД на порядок меньше, и об отсутствии потребления охлаждающей жидкости (так как в ГТД нет жидкостной системы охлаждения), и о меньшем потреблении смазок.

В то же время изучен и внедрен широкий спектр мер для снижения эксплуатационных расходов топлива в 1,33 раза. Среди них: установка вспомогательного энергоагрегата ГТА-18А, внедрение системы САУР (системы автоматического уменьшения режима), доработка ТРА (топливо-регулирующей аппаратуры) на стояночный малый газ и т.д. Эксплуатационные испытания показали, что экономия расхода топлива составила около 37%. Перспективным направлением, позволяющим сократить расход топлива (особенно на стоянке - до 30%, а в движении - еще на 15%), является оснащение танков Т-80 БИУС (бортовая информационно-управляющая система). Такая работа - переход на управление режимами работы с помощью электронно-гидравлических принципов - проведена в ОАО «Спецмаш» совместно с ООО «Технопрактика» и «КОБМ». Испытания показали, что с учетом эксплуатационно установленных, статистически обоснованных пропорций между временем работы на стоянке и на марше экономия расхода топлива достигает до 50%. Но, к сожалению, и эта работа из-за отсутствия финансирования приостановлена.

Уже упоминалась ГОП, которая хорошо адаптируется с ГТД, при этом плавно меняя обороты валов левой и правой КП, тем самым устраняя недостатки архаичной ступенчатой трансмиссии при поворотах отечественных танков. На современных зарубежных танках бесступенчатый поворот с помощью руля (а не рычагов) уже давно применяется, освобождая водителя от значительных усилий при управлении. Опять приходится с сожалением констатировать, что, несмотря на завершение всех работ и утверждение документации в начале 1990-х гг., в серии это внедрено не было.

Печально, но газотурбинное направление оказалось заброшенным в ГАБТУ МО РФ. Прослеживается тенденция решать проблему: «что для БТВ лучше - ГТД или дизель?» не научными со сравнительными глубокими анализами, технически обоснованными на конкурсной основе данными, а административно-командными методами. Нельзя в этой связи не упомянуть книгу Э. Вавилонского, А. Кураксы и В. Неволина «Основной боевой танк России. Откровенный разговор о проблемах танкостроения», изданную в 2008 г.

Примечательно эта книга тем, что хотя и посвящена танку Т-90 (достаточно боеспособному, чтобы быть на вооружении МО), но изобилует бесконечным использованием «черной краски» для подчеркивания недостатков ГТД танка Т-80. Представляется, что выпуск подобной «технической» литературы не случаен и служит приемом недобросовестной конкуренции. Здесь, как часто любят «шутить» пословицами и афоризмами наши оппоненты в своей книге о Т-90, лучшее средство стать первым - остановить любыми средствами конкурента.

Уверен, что утрата бесценного опыта, а также ликвидация уникального серийного производства ГТД нанесет непоправимый ущерб научно-техническому развитию танкостроения. Остается надеяться, что НТК «Уралвагонзавод», теперь в целом ответственный за настоящее и будущее отечественных БТВ, сделает правильные выводы и будет использовать уже апробированные методы, давно освоенные, в том числе, и за рубежом.

И если невольно пошла речь об основных танках Т-80 и Т-90, еще раз давайте объективно сравним МТУ этих машин по ряду основных параметров, наиболее полно характеризующих преимущества и недостатки ().

Можно констатировать, что у танка Т-80У выше маневренность, оперативная и тактическая подвижность танка, в том числе более высокие средние и максимальные скорости движения, обеспечиваемые большей мощностью на ведущем колесе, а также большей (в 2-2,5 раза) тормозной мощностью ГТД. К положительным качествам танка Т-80У можно отнести:

• на 25-40 мин меньшее время приведение танка в боевую готовность при пониженных (ниже -20°С) температурах окружающего воздуха за счет быстрого пуска ГТД и отсутствия необходимости прогрева охлаждающей жидкости и масла после запуска. При положительных температурах наружного воздуха цикл запуска ГТД занимает не более 40 с, ДД -10-15 с, но после этого требуется прогрев охлаждающей жидкости и масла (около 3-5 мин);
• большая номенклатура применяемых топлив, при этом мощность ГТД не зависит от вида топлив. На ДД при переходе на топлива ТС-1 и ТС-2 мощность снижается до 15%;
• существенно меньшая (примерно в 7-10 раз при одинаковой мощности) теплоотдача в масло и воду (у ГТД отсутствует жидкостная система охлаждения), что резко снижает объем системы охлаждения ГТД и затраты мощности на привод вентиляторов, а также уменьшает в 2 раза площадь ослабленных зон в крыше МТО танка;
• МТУ танка Т-80У обеспечивает работоспособность при попадании напалма на жалюзи, в МТУ танка Т-90С при попадании напалма возникает пожар;
• значительное снижение демаскирующих признаков за счет меньшего шума ГТД и отсутствия несгоревших частиц топлива (сажи) на выхлопе (отсутствие дымного выхлопа);
• большая (примерно в 1,5 раза) объемная мощность МТУ с ГТД позволяет разместить в забронированном объеме МТО танков Т-80У дополнительные агрегаты: автономный агрегат питания ГТА-18А, гидрообъемную передачу в механизме поворота или возимый запас топлива;
• ГТД обладает более прогрессивной для транспортных машин (по сравнению с ДД) характеристикой изменения крутящего момента для транспортных машин (наивысший крутящий момент - при низких скоростях). Это придает танку Т-80У улучшенные разгонные характеристики, лучшую способность преодолевать подъемы и иметь на танке четыре передачи на Т-80У вместо семи на Т-90.
• значительно лучшая проходимость на обледенелых подъемах, грунтах с низкой несущей способностью благодаря плавному приложению крутящего момента к ведущему колесу из-за отсутствия механической связи свободной турбины с турбокомпрессором.
• простота управления движением танка механиком-водителем, меньшая его утомляемость из-за сокращения количества (частоты) переключения передач и отсутствия возможности заглохания ГТД при наезде танка на препятствие, меньшая утомляемость экипажа ввиду сокращения виброшумонагрузок;
• упрощенное регулирование температурного режима воздуха для членов экипажа за счет возможности подачи теплого воздуха непосредственно от компрессора (зимой) и холодного воздуха после охлаждения в турбодетандере (летом);
• значительно меньшая трудоемкость сезонного технического обслуживания (СО): на ДД В-92С2 требует замены воды на антифриз (осенью) и антифриза на воду (весной). Из-за некачественного проведения СО (переход с воды на антифриз и обратно) возможен выход из строя двигателя;
• время замены ГТД (моноблока) в 4-5 раз меньше замены ДД (В-84);
• отсутствие у МТУ с ГТД второй ступени очистки воздуха (кассет), а также отсутствие в ГТД контакта между воздухом (газом) и маслом дает ему значительное преимущество при работе в зоне радиоактивной зараженности, так как радиоактивная пыль не оседает в кассете и в масле, а выбрасывается наружу, пройдя через двигатель.

Существенным преимуществом ГТД-1250 перед ДД В-92С2 в настоящее время является более высокая степень его отработанности и надежности, гарантийный ресурс ГТД-1250 примерно в 1,4 раза выше, чем у В-92С2; ресурс до первого капитального ремонта выше в 1,4 раза.

Кроме того, ГТД является более предпочтительным при использовании в составе гибридных силовых установок с электротрансмиссией, работы над которыми ведутся западными фирмами. Вообще, создание гибридных МТУ для объектов БТВТ (особенно легкой категории по массе) является одним из перспективных направлений их развития. Высокая частота вращения ротора силовой турбины ГТД позволяет снизить размеры генератора.

В настоящее время самым распространенным двигателем, используемым в танковых МТУ с середины прошлого века, является дизельный двигатель.

К его преимуществам относятся:

• возможность развертывания в ряд, т.е. создания и производства на одной технологической линии семейства унифицированных двигателей с различным числом цилиндров (3- и 4-рядных, 6, 8 и 12-цилиндровых V-образных), охватывающих большой диапазон по номинальной мощности;
• возможность организации массового производства при народно-хозяйственной ассимиляции двигателей, т.е. использования их для военного и гражданского применения (двигатели «двойного назначения»);
• меньший (в 1,4-1,8 раза) путевой расход топлива танков с ДД (Т-72А с ДД В-84) по сравнению с танком Т-80Б (по результатам войсковых испытаний в середине 1980-х гг.) при средней скорости 25-30 км/ч. При увеличении средних скоростей движения разница в путевых расходах между ГТД и ДД сокращается и при средней скорости 50-55 км/ч путевые расходы практически одинаковы;
• отсутствие ограничений по эксплуатации в условиях жаркого климата с повышенной лессовой запыленностью (в части снижения гарантийного ресурса). У ГТД при температуре наружного воздуха +40°С максимальная мощность снижается примерно на 20%, у ДД - на 10%, при этом мощность на ведущем колесе Т-80У - 710 л.с., у Т-90 - 600 л.с. Ограничения мощности ДД возможны по перегреву воды и масла из-за недостаточно эффективной системы охлаждения. При снижении температуры наружного воздуха ниже +15°С у ГТД мощность повышается в такой же пропорции, рост мощности ограничивается на уровне 1450 л.с. по соображениям прочности узлов силовой передачи. У ДД мощность практически не растет.
• меньшая (примерно в 2,5-3 раза) стоимость производства, определяемая не только пониженной трудоемкостью, но и большей массовостью производства. Однако для моторно-трансмиссионных установок это соотношение значительно уменьшается и может составить 1,5-1,8.

Хотелось бы сказать еще о следующем: велись работы по теме «Роботизация». Были изготовлены дистанционно управляемый танк и инженерная машина разграждения. Работа подтвердила, что при наличии ГТД с ГОП (ГТД-1250Г - изделие 29Г) достаточно просто, с сохранением серийной трансмиссии, могут быть решены вопросы дистанционного управления движением гусеничной машины, построенной на базе танка типа Т-80. Работы также прекратились из-за отсутствия финансирования.

2 марта 1996 г. было принято постановление правительства РФ о начале работ по созданию ГТД мощностью 1800-2000 л.с. с удельным расходом топлива 170-206 г/л.с., но и это перспективное направление из-за нехватки средств так и не получило развития.

Сегодня в России еще сохранились производственные мощности (ОАО «КАДВИ»), которые обеспечивали выпуск более 1000 двигателей (изделие 29) в год. Эти мощности могут быть безвозвратно утрачены при отсутствии их загрузки.

Более того, есть перспективные разработки с обоснованием актуальности и расчетом стоимости затрат. Например, оснащение танков встроенным в БИУС АПП (автомат переключения передач). Для проработанного варианта, обеспечивающего существенное снижение утомляемости водителя при маршах, вождение любым водителем танка на уровне мастера, почти 20%-ную экономию топлива, возможность дистанционного управления практически без передела трансмиссии. В последнее время актуальны исследования гибридной силовой установки с электротрансмиссией, о которой уже упоминалось.

В свете новых веяний в вооружении танка подчеркнем: несмотря на то, что классическая пушка еще не уходит в прошлое, идет научное обоснование и нового супероружия. На смену пороха приходит горючая жидкость, которую впрыскивают в орудие. Наконец, установка в танк электромагнитной пушки потребует дальнейшего (возможно, кратковременного действия) повышения мощности двигателя для насыщения электроэнергией суперконденсатора. Расчеты, проверенные за рубежом (Bantin С, Detman J, Batle Tanks of the Future, 1988), показали, что для производства 4-6 выстрелов такой пушки в течении 1 мин потребуется мощность 1100-1470 кВт, а это может дать даже имеющийся сегодня ГТД.

Так какой же двигатель нужен современному танку?

Ответ на этот вопрос злободневен. Пора отрешиться от застаревших представлений. Прогресс в технике не остановить, и вопрос не в том, хватит ли денег и найдутся ли специалисты и ученые, но и в том, хватит ли мужества соответствовать новым концепциям МТУ танка XXI века.

А.С. Ефремов
Техника и вооружение, 09/2010

В 1955 году было принято правительственное решение о создании на Харьковском заводе транспортного машиностроения конструкторского бюро по специальному дизелестроению и о создании нового танкового дизеля. Главным конструктором КБ был назначен профессор А.Д.Чаромский.

Выбор конструктивной схемы будущего дизеля определился, главным образом, опытом работы над 2-тактными дизелями ОНД ЦИАМ и двигателем У-305, а также стремлением наиболее полно удовлетворить требования конструкторов нового танка Т-64, разрабатываемого на этом заводе под руководством главного конструктора А.А. Морозова: обеспечить минимальные размеры дизеля, особенно по высоте, в сочетании с возможностью размещения его в танке в поперечном положении между бортовыми планетарными коробками передач. Была выбрана схема 2-тактного дизеля с горизонтальным расположением пяти цилиндров с противоположно движущимися в них поршнями. Решено было выполнить двигатель с надувом и утилизацией энергии выхлопных газов в турбине.

Чем же обосновывался выбор дизеля, работающего по 2-тактному циклу?

Ранее, в 20-х-30-х годах создание 2-тактного дизеля для авиации и наземных транспортных средств сдерживалось из-за многих нерешенных проблем, которые не могли быть преодолены при накопленном к тому времени уровне знаний, опыта и возможностей отечественной промышленности.

Изучение и исследования 2-тактных дизелей некоторых зарубежных фирм приводило к выводам о значительной трудности освоения их в производстве. Так, например, изучение Центральном институте авиационного моторостроения (ЦИАМ) в 30-х годах дизеля Jumo-4 конструкции Гуго Юнекерса показало значительны проблемы, связанные с освоением в производстве подобных двигателей отечественной промышленностью того периода. Было известно также, что неудачи с освоением в производства двигателя Юнкерса претерпели Англия и Япония, закупившие лицензию на этот дизель. В то же время в 30-х, и в 40-х годах в нашей стране уже велись научно-исследовательские работы по 2-тактным дизелям и изготовлялись экспериментальные образцы таких двигателей. Ведущая роль в этих работах принадлежала специалистам ЦИАМ и, в частности, его Отделу нефтяных двигателей (ОНД). В ЦИАМ были спроектированы и изготовлены образцы 2-тактных дизелей различной размерности: ОН-2 (12/16,3), ОН-16 (11/14), ОН-17 (18/20), ОН-4 (8/9) и ряд других оригинальных двигателей.

Среди них был двигатель ФЭД-8, спроектированный под руководством видных учёных-двигателистов Б.С.Стечкина, Н.Р.Брилинга, А.А.Бессонова. Он представлял собой 2-тактный 16-цилиндровый Х-образный авиационный дизель с клапонно-поршневым газораспределением, с размерностью 18/23, развивающим мощность 1470 кВт (2000 л.с.). Одним из представителей 2-тактных дизелей с наддувом стал изготовленный в ЦИАМ под руководством Б.С.Стечкина звездообразный 6-цилиндровый турбопоршневой дизель мощностью 147…220 кВт (200…300 л.с.). Мощность газовой турбины передавалась на коленчатый вал через соответствующий редуктор.

Принятое тогда при создании двигателя ФЭД-8 решение по самой идеи и конструктивной схеме представлял тогда значительный шаг вперед. Однако рабочий процесс и особенно процесс газообмена при высокой степени наддува и петлевой продувки не были предварительно отработаны. Поэтому дизель ФЭД-8 не получил дальнейшего развития и в 1937 году работы над ним были прекращены.

После войны достоянием СССР становятся немецкая техническая документация. Она попадают А.Д. Чаромскому, как разработчику авиационных двигателей, и его заинтересовывает «чемодан» Юнкерса.

«Чемодан» Юнкерса – серия авиационных двухтактных турбопоршневых двигателей Jumo 205 с противоположно движущимися поршнями была создан в начале 30-х годов двадцатого века. Характеристики двигателя Jumo 205-C следующие: 6-циллиндровый, мощность 600 л.с. ход поршня 2 x 160 мм, объем 16.62 л., степень сжатия 17:1, при 2.200 об./мин.

Двигатель Jumo 205

В годы войны было выпущено около 900 двигателей, которые успешно применялись на гидросамолетах До-18, До-27, позднее и на быстроходных катерах. Вскоре после завершения ВОВ в 1949 году было решено установить такие двигатели на восточногерманские патрульные катера, которые были в строю до 60-х годов.

На базе этих разработок А.Д.Чаромским в 1947 г. в СССР был создан двухтактный авиадизель М-305 и одноцилиндровый отсек этого двигателя У-305.Этот дизель развивал мощность 7350 кВт (10000 л.с.) при малой удельной массе (0,5 кг/л.с.) и низком удельном расходе топлива -190 г/кВтч (140 г/л.с.ч). Было принято Х-образное расположение 28 цилиндров (четыре 7-цилиндровых блока). Размерность двигателя была выбрана равной 12/12. Высокий наддув осуществлялся турбокомпрессором, механически связанного с валом дизеля. Для проверки основных характеристик, заложенных в проекте М-305, отработки рабочего процесса и конструкции деталей был построенный экспериментальный образец двигателя, имевший индекс У-305. В проектировании, доводке и испытаниях этого дизеля принимали активное участие Г.В.Орлова, Н.И.Рудаков, Л.В.Устинова, Н.С.Золотарев, С.М.Шифрин, Н.С.Соболев, а также технологи и рабочие опытного завода ЦИАМ и мастерской ОНД.

Проект полноразмерного авиадизеля М-305 не был реализован, так как работы ЦИАМ, как и всей авиационной промышленности страны, в то время уже были ориентированы на освоение турбореактивных и турбовинтовых двигателей и потребность в 10000-сильном дизеле для авиации отпала.

Полученные на дизеле У-305 высокие показатели: литровая мощность двигателя 99 кВТ/л (135л.с./л), литровая мощность с одного цилиндра почти 220 кВт (300л.с.) при давлении наддува 0,35 МПа; высокая частота вращения (3500 об/мин) и данные ряда успешных длительных испытаний двигателя – подтверждало возможность создания эффективного малогабаритного 2-тактного дизеля транспортного назначения с аналогичными показателями и элементами конструкции.

В 1952 г. лаборатория №7 (бывший ОНД) ЦИАМ правительственным решением была преобразована в Научно-исследовательскую лабораторию двигателей (НИЛД) с подчинением её Министерству транспортного машиностроения. Инициативная группа сотрудников – высококвалифицированных специалистов по дизелям (Г.В.Орлова, Н.И.Рудаков, С.М.Шифрин и др.) во главе с профессором А.Д.Чаромским уже в составе НИЛД (впоследствии- НИИД) продолжают работы по доводке и исследованию 2-тактного двигателя У-305.

Дизель 5ТДФ

В 1954 году А.Д.Чаромским было внесено предложение в правительство о создании 2-тактного танкового дизеля. Это предложение совпало с требованием главного конструктора нового танка А.А. Морозова, и А.Д. Чаромский был назначен главным конструктором завода им. В. Малышева в Харькове.

Так как танковое моторное КБ этого завода осталось в основном своем составе в Челябинске, то А.Д. Чаромскому пришлось формировать новое КБ, создавать опытную базу, налаживать опытное и серийное производство, заниматься отработкой технологии, которой не располагал завод. Работы начались с изготовления одноцилиндровой установки (ОЦУ), аналогичной двигателю У-305. На ОЦУ велась отработка элементов и процессов будущего полноразмерного танкового дизеля.

Основными участниками этих работы были А.Д.Чаромский, Г.А.Волков, Л.Л.Голинец, Б.М.Кугель, М.А,Мексин, И.Л.Ровенский и др.

В 1955 году к проектным работам на заводе по дизелю подключились сотрудники НИЛД: Г.В.Орлова, Н.И.Рудаков, В.Г.Лавров, И.С.Эльперин, И.К.Лаговский и др. Специалиста НИЛД Л.М.Белинский, Л.И.Пугачев, Л.С.Ронинсон, С.М.Шифрин проводили на Харьковском заводе транспортного машиностроения экспериментальны работы на ОЦУ. Так появляется советский 4ТПД. Это был рабочий двигатель, но с одним недостатком – мощность была чуть более 400 л.с., что для танка было мало. Чаромский ставит еще один цилиндр и получает 5ТД.

Введение дополнительного цилиндра серьезно изменило динамику двигателя. Возникла неуравновешенность, которая вызывала в системе интенсивные крутильные колебания. К ее решению подключаются ведущие научные силы Ленинграда (ВНИИ-100), Москвы (НИИД) и Харькова (ХПИ). 5ТДФ был доведен до кондиции ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО, методом проб и ошибок.

Размерность этого двигателя была выбрана равной 12/12, т.е. такой же, как на двигателе У-305 и ОЦУ. Для улучшение приемистости дизеля турбину и компрессор было решено механически связать с коленчатым валом.

Дизель 5ТД имел следующие особенности:

Высокая мощность – 426 кВт (580 л.с.) при сравнительно малых габаритных размерах;

Повышенная частота вращения – 3000 об/мин;

Эффективность наддува и утилизации энергии отработанных газов;

Малая высота (менее 700 мм);

Уменьшение на 30-35% теплоотдача по сравнению с существующими 4-тактными(без наддува) дизелями, а следовательно, и меньший объем, необходимый для системы охлаждения силовой установки;

Удовлетворительная топливная экономичность и возможность работы двигателя не только на дизельном топливе, но и на керосине, бензине и различных их смесях;

Отбор мощности с обоих его концов и сравнительно малая его длина, обеспечивающая возможность компоновки МТО танка с поперечным расположением дизеля между двумя бортовыми коробками передач в значительно меньшем занимаемом объеме, чем при продольном расположении двигателя и центральной коробки передач;

Удачное размещение таких агрегатов, как воздушный компрессор высокого давления со своими системами, стартер-генератор и др.

Сохранив поперечное расположение мотора с двухсторонним отбором мощности и двумя планетарными бортовыми трансмиссиями, расположенными побортно по обе стороны двигателя, конструкторы сместили на освободившиеся места по бокам мотора, параллельно коробкам перемены передач, компрессор и газовую турбину, ранее в 4ТД смонтированные сверху на блоке двигателя. Новая компоновка позволила вдвое уменьшить объем МТО по сравнению с танком Т-54, причем из него были исключены такие традиционные узлы, как центральная КПП, редуктор, главный фрикцион, бортовые планетарные механизмы поворота, бортовые передачи и тормоза. Как отмечалось позднее в отчете ГБТУ, трансмиссия нового типа позволила сэкономить 750 кг массы и состояла из 150 механообработанных деталей вместо прежних 500.

Все системы обслуживания двигателя были сблокированы сверху над дизелем, образуя "второй этаж" МТО, схема которого получила наименование "двухъярусной".

Высокие показатели двигателя 5ТД потребовали использования в его конструкции ряда новых принципиальных решений и специальных материалов. Поршень для этого дизеля, например, изготовлялся с использованием жаровой накладки и проставки.

В качестве первого поршневого кольца было применено неразрезное жаровое кольцо манжетного типа. Цилиндры выполнялись стальными, хромированными.

Возможность работы двигателя с высоким давлением вспышки обеспечивалось силовой схемой двигателя с несущими стальными болтами, литым алюминиевым блоком, разгруженным от действия газовых сил, а также отсутствие газового стыка. Улучшение процесса продувки и наполнения цилиндров (а это проблема для всех 2-тактных дизелей) способствовало в определенной мере газодинамическая схема с использованием кинетической энергии выхлопных газов и эжекционного эффекта.

Струйно-вихревая система смесеобразования, при которой характер и направление топливных струй согласованы с направлением движения воздуха, обеспечивала эффективную турбулизацию топливно-воздушной смеси, что способствовало улучшению процесса тепло- и массообмена.

Специально подобранная форма камеры сгорания также позволяла улучшить процесс смесеобразования и сгорания. Крышки коренных подшипников стягивались с блок-картером стальными силовыми болтами, воспринимающих нагрузку от газовых сил, действующих на поршень.

К одному торцу блока-картера прикреплялась плита с турбиной и водяным насосом, а к противоположному торцу крепилась плита главной передачи и крышки с приводами к нагнетателю, регулятору, датчику тахометра, компрессору высокого давления и воздухораспределителю.

В январе 1957 г. первый опытный образец танкового дизеля 5ТД был подготовлен к стендовым испытаниям. По окончании стендовых испытаний 5ТД в том же году был передан на объектовые (ходовые) испытания в опытном танке "объект 430", а к маю 1958 г. прошел межведомственные Государственные испытания с хорошей оценкой.

И все же дизель 5ТД в серийное производство решили не передавать. Причиной вновь стало изменение требований военных к новым танкам, в очередной раз вызвавшее необходимость роста мощности. С учетом очень высоких технико-экономических показателей двигателя 5ТД и заложенные в нем резервы (что продемонстрировали и испытания) новую силовую установку мощностью порядка 700 л.с. решили создать на его основе.

Создания такого оригинального для Харьковского завода транспортного машиностроения двигателя потребовало изготовления значительно технологической оснастки, большого числа опытных образцов дизеля и проведение длительных многократных испытаний. Нужно учитывать при этом, что конструкторский отдел завода – впоследствии Харьковское конструкторское бюро машиностроения (ХКБД), и моторное производство создавались после войны практически заново.

Одновременно с проектированием дизеля для отработки элементов его конструкции и рабочего процесса на заводе был создан большой комплекс экспериментальных стендов и различных установок (24 единицы). Это в значительной степени помогло проверить и отработать конструкции таких узлов, как нагнетатель, турбина, топливный насос, выпускной коллектор, центрифуга, водяной и масляные насосы, блок-картер и др. К моменту сборки первого образца дизеля эти элементы были уже предварительно проверены на стендах, однако их отработка продолжалась и далее.

В 1959 г. По требованию главного конструктора нового танка (А.А.Морозова), для которого целевым назначением разрабатывался этот дизель, было признано необходимым увеличить его мощность с 426 кВт (580 л.с.) до 515 кВт (700л.с.). Форсированный вариант двигателя получил наименования 5ТДФ.

За счет увеличение частоты вращения компрессора наддува была повышена литровая мощность двигателя. Однако в результате форсирования дизеля появились новые проблемы, прежде всего по надежности узлов, агрегатов.

Конструкторы ХКБД, НИИД, ВНИИтрансмаш, технологи завода и институтов ВНИТИ и ЦНИТИ (с 1965 г.) провели огромный объем расчетных, исследовательских, конструкторских и технологических работ по достижению требуемой надежности и наработки дизеля 5ТДФ.

Наиболее трудными оказалась проблемы повышения надежности работы поршневой группы, топливной аппаратуры, турбокомпрессора. Каждое, даже незначительное улучшение давалось только в результате проведения целого комплекса конструкторских, технологических, организационных (производственных) мероприятий.

Первая партия дизелей 5ТДФ характеризовалась большой нестабильностью качества изготовления деталей и узлов. Определенная часть дизелей из выпускаемой серии (партии) нарабатывала установленную гарантийную наработку (300ч). Вместе с тем, значительная часть двигателей снималась со стендов до гарантийной наработки из-за тех или иных дефектов.

Специфика быстроходного 2-тактного дизеля заключается в более сложной системе газообмена, чем в 4-тактном, повышенном расходе воздуха, более высокой тепловой нагрузки поршневой группы. Поэтому требовались жесткость и вибростойкость конструкции, более строгое соблюдение геометрической формы ряда деталей, высокие антизадирные свойства и износостойкость цилиндров, жаростойкость и механическая прочность поршней, тщательный дозированный подвод и отвод смазки цилиндров и повышения качества трущихся поверхностей. Для учета этих специфических особенностей 2-тактных двигателей и надо было решить сложные конструкторские и технологические проблемы.

Одной из наиболее ответственных деталей, обеспечивающих четкое газораспределение и защиту уплотнительных поршневых колец от перегрева, было нарезное стальное тонкостенное жаровое кольцо манжетного типа со специальным антифрикционным покрытием. В доводке дизеля 5ТДФ проблема работоспособности этого кольца стала одной из основных. В процессе доводки длительное время происходили задиры и поломки жаровых колец из-за деформации их опорной плоскости, неоптимальная конфигурация, как самого кольца, так и корпуса поршня, неудовлетворительного хромирования колец, недостаточной смазки, неравномерной подачи топлива форсунками, скалывания окалины и отложение солей, образующихся на накладке поршня, а также из-за пылевого износа, связанного с недостаточной степенью очистки всасываемого двигателем воздуха.

Только в результате длительной и напряженной работы многих специалистов завода и научно-исследовательских и технологических институтов, по мере улучшение конфигурации поршня и жарового кольца, совершенствования технологии изготовления, регулировка элементов топливной аппаратуры, улучшение смазки, применение более эффективных антифрикционных покрытий, а также доработки системы воздухоочистки были практически устранены дефекты, связанных с работой жарового кольца.

Поломки трапециевидных поршневых колец, например, были устранены путем уменьшения осевого зазора между кольцом и канавкой поршня, улучшения материала, изменения конфигурации поперечного сечения кольца (перешли с трапециевидного на прямоугольное) и уточнения технологии изготовления колец. Поломки болтов, крепящих накладки поршней, были устранены изменением резьбы и контровки, ужесточения контроля в производстве, ограничением усилия затяжки и применением улучшенного материала болтов.

Стабильность расхода масла была достигнута за счет повышения жесткости цилиндров, уменьшения размеров вырезов на концах цилиндров, ужесточения контроля при изготовлении маслосборных колец.

Путем доводки элементов топливной аппаратуры и совершенствования газообмена было получено некоторое улучшение топливной экономичности и снижения максимального давления вспышки.

За счет повышения качества применяемой резины и упорядочения зазора между цилиндром и блоком были устранены случаи течи охлаждающей жидкости через резиновые уплотнительные кольца.

В связи с существенным увеличением передаточного числа от коленчатого вала к нагнетателю на некоторых дизелях 5ТДФ были выявлены такие дефекты, как пробуксовка и износ дисков фрикционной муфты, поломки колеса нагнетателя и выход из строя его подшипников, которые отсутствовали на дизеле 5ТД. Для их устранения пришлось провести такие мероприятия, как подбор оптимальной затяжки пакета дисков фрикционной муфты, увеличения числа дисков в пакете, устранения концентраторов напряжения в рабочем колесе нагнетателя, виброголтовка колеса, повышения демпфирующих свойств опоры, подбор более качественных подшипников. Это позволило ликвидировать дефекты, явившиеся следствием форсирования дизеля по мощности.

Повышение надежности и наработки дизеля 5ТДФ в значительной степени способствовало применения более качественных масел со специальными присадками.

На стендах ВНИИтрансмаш с участием сотрудников ХКБД и НИИД был выполнен большой объем исследований работы дизеля 5ТДФ в условиях реальной запыленности всасываемого воздуха. Они в конечном итоге завершились успешными «пылевыми» испытаниями двигателя в течении 500 часов его работы. Этим была потверждена высокая степень отработки цилиндро-поршневой группы дизеля и системы воздухоочистки.

Параллельно с доводкой самого дизеля проводилось его многократные испытания совместно с системами силового установки. При этом шло усовершенствования систем, решался вопрос их взаимоувязки и надежной работы в танке.

Главным конструктором ХКБД в решающий период доводки дизеля 5ТДФ был Л.Л.Голинец. Бывший главный конструктор А.Д.Чаромский был на пенсии, продолжал принимать участие в доводке в качестве консультанта.

Освоения серийного производства дизеля 5ТДФ в новых, специально построенных цехах завода, с новыми кадрами рабочих и ИТР, которые учились на этом двигателе, вызывало множество трудностей, потребовало значительного повышения технического уровня в оснащении производства, большого напряжения труда многих коллективов заводских служб и цехов, значительное участие специалистов других организаций.

До 1965 года двигатель 5ТДФ выпускался отдельными сериями (партиями). Каждая последующая серия включала ряд разработанных и проверенных на стендах мероприятий, устраняющие дефекты, выявленные в процессе испытания и в ходе опытной эксплуатации в армии.

Однако фактическая наработка двигателей не превышала 100 часов.

Существенный перелом в повышении надежности дизеля произошел в начале 1965 года. К этому времени в конструкцию и технологию его изготовления был внесен большой объем изменений. Внедренные в производство, эти изменения позволили повысит наработку очередной серии двигателей до 300 часов. Проведенные длительные пробеговые испытания танков с двигателями этой серии подтвердили значительно возросшую надежность дизелей: все двигателя при этих испытаниях отработали 300 часов, а часть из них (выборочно), продолжив испытания, наработала и по 400…500 часов.

В 1965 году была, наконец, выпущена установочная партия дизелей по откорректированной чертежно-технической документации и технологии для серийного производства. Всего в 1965 году было изготовлено 200 серийных двигателей. Началось наращивания выпуска, достигшая максимума в 1980 году. В сентябре 1966 года дизель 5ТДФ прошел межведомственные испытания.

Рассматривая создания дизеля 5ТДФ, следует отметить ход его технологической отработки как двигателя совершенно нового для производства завода. Практически одновременно с изготовлением опытных образцов двигателя и его конструкторской доводкой проводились его технологическая отработка и строительство новых производственных мощностей завода и комплектования их оборудованием.

По уточненным чертежам первых образцов двигателей уже в 1960 году была начата разработка проектной технологии изготовления 5ТДФ, а с 1961 года приступили к изготовлению рабочей технологической документации. Конструктивные особенности 2-тактного дизеля, применения новых материалов, высокая точность его отдельных и узлов требовали от технологии применения принципиально новых методов при обработке и даже сборки двигателя. Проектирования технологических процессов и их оснащения осуществлялось как технологическим службами завода во главе с А.И.Исаевым, В.Д.Дьяченко, В.И.Дощечкиным и другими, так и сотрудниками технологических институтов отрасли. К решению многих металлургических и материаловедческих проблем были привлечены специалисты Центрального научно-исследовательского института материалов (директор Ф.А.Куприянов).

Строительство новых цехов моторного производства Харьковского завода транспортного машиностроения велось по проекту института «Союзмашпроект» (главный инженер проекта С.И.Шпынов).

В течение 1964-1967 гг. новое дизельное производство комплектовалось тем оборудованием (особенно специальными станками – более 100 единиц), без которых практически невозможно было бы организовать серийное изготовление деталей дизеля. Это были алмазнорасточные и многошпиндельные станки для обработки блока, специальные токарные и финишные станки для обработки коленчатых валов и др. До ввода новых цехов и участков опробования и отладка технологии изготовления ряда основных деталей, а также изготовления установочных партий и первых серий двигателя были временно организованы на производственных площадках корпуса крупных тепловозных дизелей.

Ввод в эксплуатацию основных мощностей нового дизельного производства осуществлялся поочередно в период 1964-1967 гг. В новых цехах был обеспечен полный цикл производства дизелей 5ТДФ, кроме заготовительного производства, размещенного на основной площадке завода.

При формировании новых производственных мощностей большое внимание было уделено повышению уровня и организации производства. Изготовлению дизеля было организовано по поточному и групповому принципу с учетом последних достижений того периода в этой области. Использовались наиболее прогрессивные средства механизации и автоматизации обработки деталей и сборки, что обеспечивало создания комплексно-механизированного производства дизеля 5ТДФ.

В процессе формирования производства была проведена большая совместная работа технологов и конструкторов по повышению технологичности конструкции дизеля, в ходе которой технологами было выдано в ХКБД около шести тысяч предложений, значительная часть которых нашла отражения в конструкторской документации двигателя.

По техническому уровню новое дизельное производство значительно превосходило достигнутые к тому времени показатели предприятия отрасли, выпускавших аналогичную продукцию. Коэффициент оснащенности процессов производства дизеля 5ТДФ достиг высокой величины – 6,22. Только за 3 года было разработано более 10 тысяч технологических процессов, спроектировано и изготовлено более 50 тысяч наименования оснастки. К изготовлению оснастки и инструмента, в порядке оказания помощи заводу имени Малышева, были привлечены ряд предприятий Харьковского совнархоза.

В последующие годы (после 1965г.) уже в ходе серийного производства дизеля 5ТДФ, силами технологических служб завода и ЦНИТИ производились работы по дальнейшему совершенствованию технологий с целью снижения трудоемкости, повышения качества и надежности двигателя. Сотрудниками ЦНИТИ (директор Я.А.Шифрин главный инженер Б.Н.Сурнин) в течении 1967-1970 гг. было разработано более 4500 технологический предложений, обеспечивающих снижения трудоемкости более чем на 530 нормо-часов и значительное сокращение потерь от брака в ходе производства. Одновременно эти мероприятия позволили более чем в два раза сократить количество подгоночных операций и селективных соединений деталей. Результатом внедрения комплекса конструкторский и технологический мероприятий явилась более надежная и качественная работа двигателя в эксплуатации с гарантийной наработкой 300 часов. Но работы технологов завода и ЦНИТИ совместно с конструкторами ХКБД продолжались. Необходимо было повысить наработку двигателя 5ТДФ в 1,5…2,0 раза. Эта задача так же решена. 2-тактный танковый дизель 5ТДФ был доработан и освоен в производстве на Харьковском заводе транспортного машиностроения.

Весьма существенную роль в организации производства дизеля 5ТДФ сыграл директор завода О.А.Соич, а также ряд руководителей отрасли (Д.Ф.Устинов, Е.П.Шкурко, И.Ф.Дмитриев и др.), постоянно контролировали ход доработки и освоения производства дизеля, а также принимавшие непосредственное участие в решении технических и организационных проблем.

Системы автономного факельного подогрева и масловпрыска позволили впервые (в 1978 г.) обеспечить холодный пуск танкового дизеля при температурах до -20 градусов С (с 1984 г. до -25 градусов С). Позже (в 1985 г.) стало возможным с помощью системы ПВВ (подогреватель впускного воздуха) осуществлять холодный пуск четырехтактного дизеля (В-84-1) на танках Т-72, но только до температуры -20 градусов С, причем не более двадцати пусков в пределах гарантийного ресурса.

Самое главное 5ТДФ плавно перешел в новое качество в дизелях серии 6ТД (6ТД-1…6ТД-4) с диапазоном мощностей 1000-1500 л.с. и превосходящих по ряду основных параметров зарубежные аналоги.

СВЕДЕНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ

Применяемые эксплуатационные материалы

Основным, видом топлива для питания двигателя является топливо для быстроходных дизелей ГОСТ 4749-73:

При температуре окружающей среды не ниже +5°С - марки ДЛ;

При температуре окружающей среды от +5 до -30°С - марки ДЗ;

При температуре окружающей среды ниже -30°С - марки ДА.

В случае необходимости допускается при температуре окружающей среды выше +50°С применять топливо марки ДЗ.

Кроме топлива для быстроходных дизелей двигатель может работать на топливе для реактивных двигателей TC-1 ГОСТ 10227-62 или автомобильном бензине А-72 ГОСТ 2084-67, а также смесях применяемых топлив в любых пропорциях.

Для смазки двигателя применяется масло М16-ИХП-3 ТУ 001226-75. В случае отсутствия этого масла допускается применение масла МТ-16п.

При переходе с одного масла на другое остатки масла из картерной полости двигателя и масляного бака машины необходимо слить.

Смешивание применяемых масел между собой, а также применение других марок масел запрещаются. Допускается смешивание в масляной системе несливаемого остатка одной марки масла с другой, вновь заправленной.

При сливе температура масла должна быть не ниже +40°С.

Для охлаждения двигателя при температуре окружающей среды не ниже +5°С применяется чистая пресная вода без механических примесей, пропущенная через специальный фильтр, придаваемый в ЭК машины.

Для предохранения двигателя от коррозии и «акипеобразования в воду, пропущенную через фильтр, добавляют 0,15% трехкомпонентной присадки (по 0,05% каждого из компонентов).

Присадка состоит из тринатрийфосфата ГОСТ 201-58, хромпика калиевого ГОСТ 2652-71 и нитрита натрия ГОСТ 6194-69 необходимо предварительно растворить в 5-6 л воды, пропущенной через химический фильтр и подогретой до температуры 60-80°С. В случае дозаправки 2-3 л разрешается (разово) применять воду без присадки.

Засыпать антикоррозионную присадку непосредственно в систему запрещается.

При отсутствии трехкомпонентной присадки допускается применение чистого хромпика 0,5%.
При температуре окружающего воздуха ниже +50°С следует применять низкозамерзающую жидкость (антифриз) марки «40» или «65» ГОСТ 159-52. Антифриз марки «40» применяется при температуре окружающего воздуха до -35°С, при температуре ниже - 35°С - антифриз марки «65».

Двигатель заправлять топливом, маслом и охлаждающей жидкостью с соблюдением мер, предотвращающих попадание механических примесей и пыли, а в топливо и масло, кроме того, влаги.

Заправлять топливо необходимо через фильтр с шелковым полотном. Заправлять масло рекомендуется с помощью специальных маслозаправщиков. Масло, воду и низкозамерзающую жидкость заправлять через фильтр с сеткой № 0224 ГОСТ 6613-53.

Заправлять системы до уровней, предусмотренных инструкцией по эксплуатации машины.

Для полного заполнения объемов систем смазки и охлаждения необходимо после заправки на 1-2 мин запустить двигатель, после чего проверить уровни и при необходимости дозаправить системы,

В процессе эксплуатации необходимо контролировать количество охлаждающей жидкости и масла в системах двигателя и поддерживать их уровни IB заданных пределах.

Не допускать работу двигателя при наличии в баке системы смазки двигателя менее 20 л масла.

При понижении уровня охлаждающей жидкости вследствие испарения или утечек в систему охлаждения доливать соответственно воду или антифриз.

Охлаждающую жидкость и масло сливать через специальные сливные клапаны двигателя и машины (котел подогрева и масляный бак) с помощью шланга со штуцером при открытых заправочных горловинах. Для полного удаления остатков воды из системы охлаждения во избежание ее замерзания рекомендуется систему пролить 5-6 л низкозамерзающей жидкостью.

Особенности работы двигателя на различных видах топлива

Работа двигателя на различных видах топлива осуществляется механизмом управления подачей топлива, имеющим два положения установки рычага многотопливности: работа на топливе для быстроходных дизелей, топливе для реактивных двигателей, бензине (со снижением мощности) и их смесях в любых пропорциях; работа только на бензине.

Эксплуатация на других видах топлива при этом положении рычага категорически запрещается.

Установка механизма управления подачей топлива из положения «Работа на дизельном топливе» в положение «Работа на бензине» осуществляется вращением регулировочного винта рычага многотопливности по ходу часовой стрелки до упора, а из положения «Работа на бензине» в положение «Работа на дизельном топливе» - вращением регулировочного винта рычага многотопливности против хода часовой стрелки до упора.

Особенности запуска и эксплуатации двигателя при работе на бензине. Не менее чем за 2 мин до запуска двигателя необходимо включить насос БЦН машины и интенсивно прокачать топливо ручным подкачивающим насосом машины; во всех случаях независимо от температуры окружающего воздуха перед запуском производить двойной впрыск масла в цилиндры.

Бензиновый центробежный насос машины должен оставаться включенным на протяжении всего времени работы двигателя на бензине, его смесях с другими топливами и при кратковременных остановках (3-5 мин) машины.

Минимально устойчивые обороты на холостом ходу при работе двигателя на бензине составляют 1000 в минуту.

ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

О достоинствах и недостатках данного двигателя вспоминает С. Суворов, в своей книге «Т-64».

На танках Т-64А, выпускаемых с 1975 года, было усилено и бронирование башни за счет применения корундового наполнителя.

На этих машинах также была увеличена емкость топливных баков с 1093 л до 1270 л, вследствие чего сзади на башне появился ящик для укладки ЗИП. На машинах прежних выпусков ЗИП размещался в ящиках на правой надгусеничной полке, где и установили дополнительные топливные баки, подключенные в топливную систему. При установке механиком-водителем топливораспределительного крана на любую группу баков (заднюю или переднюю) топливо вырабатывалось в первую очередь из наружных баков.

В механизме натяжения гусеницы была применена червячная пара, которая позволяла ее эксплуатацию без обслуживания в течение всего срока эксплуатации танка.

Эксплуатационные характеристики этих машины были значительно улучшены. Так, например, пробе до очередного номерного обслуживания был увеличен с 1500 и 3000 км до 2500 и 5000 км для Т01 и ТО соответственно. Для сравнения на танке Т-62 ТО1 ТО2 проводилось через 1000 и 2000 км пробега, а на танке Т-72 - через 1600-1800 и 3300-3500 км пробега соответственно. Гарантийный срок работы двигателя 5ТДФ был увеличен с 250 до 500 моточасов, гарантийный срок всей машины составил 5000 км пробега.

Но училище - это только прелюдия, основная эксплуатация началась в войсках, куда я попал после окончания училища в 1978 году. Перед самым выпуском до нас довели приказ Главкома Сухопутных войск о том, что выпускников нашего училища распределять только в те соединения, где имеются танки Т-64. Связано это было с тем, что в войсках имелись случаи массового выхода из строя танков Т-64, в частности, двигателей 5ТДФ. Причина - незнание материальной части и правил эксплуатации этих танков. Принятие на вооружение танка Т-64 было сравнимо с переходом в авиации с поршневых двигателей на реактивные - ветераны авиации помнят, как это было.

Что касается двигателя 5ТДФ, то основных причин выхода его из строя в войсках было две - перегрев и пылевой износ. Обе причины происходили по незнанию или по пренебрежению правил эксплуатации. Основной недостаток этого двигателя - не слишком рассчитан на дураков, иногда требует, чтобы делали то, что написано в инструкции по эксплуатации. В мою бытность уже командиром танковой роты один из моих командиров взводов, выпускник Челябинского танкового училища, готовившего офицеров на танки Т-72 как-то начал критиковать силовую установку танк Т-64. Не нравился ему двигатель и периодичность его обслуживания. Но когда ему был задан вопрос «А сколько раз за полгода вы на своих трех учебных танках открывали крыши МТО и заглядывали в моторно-трансмиссионное отделение?» Оказалось, что ни разу. И танки ходили, обеспечивали боевую подготовку.

И так по порядку. Перегрев двигателя происходил по нескольким причинам. Первая - механик забывал снять коврик с радиатора и затем не смотрел на приборы, но такое бывало очень редко и, как правило, зимой. Вторая, и основная - заправка охлаждающей жидкостью. По инструкции положено заливать воду (в летний период эксплуатации) с трехкомпонентной присадкой, причем вода должна заливаться через специальный сульфофильтр, которым машины ранних выпусков комплектовались все, а на новых машинах такой фильтр выдавался один на роту (10-13 танков). Выходили из строя двигатели, в основном, танков учебной группы эксплуатации, эксплуатировавшихся минимум пять дней в неделю и находящихся обычно на полигонах в полевых парках. При этом механики-водители «учебники» (так называли механиков учебных машин), как правило, трудяги и добросовестные парни, но не знавшие до тонкостей устройства двигателя, могли себе позволить иногда залить воды в систему охлаждения просто из-под крана, тем более что сульфофильтр (который один на роту) хранился обычно на зимних квартирах, где-нибудь в каптерке зампотеха роты. Результат - образование накипи в тонких каналах системы охлаждения (в районе камер сгорания), отсутствие циркуляции жидкости в самом нагреваемом месте двигателя, перегрев и выход двигателя из строя. Образование накипи усугубляло и то, что вода в Германии очень жесткая.

Один раз в соседнем подразделении был выведен двигатель по причине перегрева по вине механика-водителя. Обнаружив небольшую течь охлаждающей жидкости из радиатора, он по совету одного из «знатоков» добавить в систему горчицы купил пачку горчицы в магазине и всю ее высыпал в систему, в результате - засорение каналов и выход двигателя из строя.

Бывали еще и другие сюрпризы с системой охлаждения. Вдруг начинает выгонять охлаждающую жидкость из системы охлаждения через паровоздушный клапан (ПВК). Некоторые, не разобравшись в чем дело, пытаются завести его с буксира - результат разрушение двигателя. Таким образом мой зампотех батальона сделал мне «подарок» к Новому году, и мне пришлось менять двигатель 31 декабря. До Нового года я успел, т.к. замена двигателя на танке Т-64 процедура не очень сложная и, самое главное, не требует центровки при его установке. Больше всего времени при замене двигателя на танке Т-64, как и на всех отечественных танках, занимает процедура слива и заправки масла и охлаждающей жидкости. Если бы на наших танках вместо дюритных соединений трубопроводов стояли разъемы с клапанами, как на «Леопардах» или «Леклерках», то замена двигателя на танках Т-64 или Т-80 по времени занимала бы не больше, чем замена всего силового блока на западных танках. Так, например, в тот памятный день 31 декабря 1980 г. после слива масла и охлаждающей жидкости мы с прапорщиком Е. Соколовым «выкинули» двигатель из МТО всего за 15 минут.

Вторая причина выхода двигателей 5ТДФ из строя - это пылевой износ. Система очистки воздуха. Если своевременно не проверять уровень охлаждающей жидкости, а положено проверять перед каждым выходом машины, то может настать такой момент, когда в верхней части рубашки охлаждения жидкость будет отсутствовать, и происходит местный перегрев. При этом самое слабое место форсунка. В этом случае горят прокладки форсунки либо выходит из строя сама форсунка, затем через трещины в ней или сгоревшие прокладки газы из цилиндров пробиваются в систему охлаждения, и под их давлением жидкость выгоняется через ПВК. Все это не смертельно для двигателя и устраняется при наличии в подразделении знающего человека. На обычных рядных и V-образных двигателях в аналогичной ситуации «ведет» прокладку головки блока цилиндров, и работы в этом случае будет побольше.

Если в такой ситуации двигатель остановить и не принять никаких мер, то через некоторое время цилиндры начнут заполняться охлаждающей жидкостью, двигателя представляет собой инерционную решетку и циклонный воздухоочиститель. Воздухоочиститель согласно инструкции по эксплуатации промывается по необходимости. На танках типа Т-62 он промывался зимой через 1000 км пробега, а летом через 500 км. На танке Т-64 - по необходимости. Вот здесь-то и камень преткновения - некоторые приняли это как то, что можно его вообще не промывать. Необходимость же возникала тогда, когда в циклоны попадало масло. И если хоть в одном из 144 циклонов есть масло, то воздухоочиститель надо промывать, т.к. через этот циклон в двигатель попадает неочищенный воздух с пылью, и далее, как наждаком, стираются гильзы цилиндров и кольца поршней. Двигатель начинает терять мощность, увеличивается расход масла, а потом и вовсе перестает запускаться.

Проверить попадание масла в циклоны нетрудно - достаточно посмотреть входные отверстия циклонов на воздухоочистителе. Обычно смотрели на патрубок выброса пыли из воздухоочистителя, и если на нем обнаруживали масло, то тогда смотрели и воздухоочиститель, и если надо, то промывали. Откуда же попадало масло? Все просто: заливная горловина маслобака системы смазки двигателя расположена рядом с сеткой воздухозаборника. При дозаправке маслом обычно используется лейка, но т.к. опять же на учебных машинах лейки, как правило, отсутствовали (кто-то терял, кто-то положил на гусеничную ленту, забыл и поехал через нее и т.д.), то механики заливали масло просто из ведер, при этом масло проливалось, попадало сначала на сетку воздухозаборника, а затем и в воздухоочиститель. Даже заправляя масло через лейку, но в ветреную погоду, масло ветром забрызгивало на сетку воздухоочистителя. Поэтому со своих подчиненных я требовал при заправке масла стелить на сетку воздухозаборника коврик из ЗИПа танка, в результате чего избегал неприятностей с пылевым износом двигателя. При этом надо отметить, что условия запыленности в Германии в летнее время были самые что ни есть суровые. Так, например, во время дивизионных учений в августе 1982 года при совершении марша по лесным просекам Германии из-за висевшей пыли не было даже видно, где заканчивается ствол пушки собственного танка. Дистанцию между машинами в колонне выдерживали буквально нюхом. Когда до впередиидущего танка оставалось буквально несколько метров, то можно было различить запах его выхлопных газов и вовремя затормозить. И так 150 километров. После совершения марша всё: танки, люди и их лица, комбинезоны и сапоги были одного цвета - цвета дорожной пыли.

Дизель 6ТД

Одновременно с конструкторской и технологической доводкой дизеля 5ТДФ коллектив конструкторов ХКБД приступил к разработки следующей модели 2-тактного такового дизеля уже в 6-цилиндровом исполнении с повышенной мощностью до 735 кВт (1000 л.с.). Этот двигатель, так же, как и 5ТДФ, представлял собой дизель с горизонтально расположенными цилиндрами, встречно движущимися поршнями и прямоточной продувкой. Дизель получил наименование 6ТД.

Турбонаддув был осуществлен от компрессора, механически (рессорой) связанного с газовой турбиной, преобразующая часть тепловой энергии отработавших газов в механическую работу для привода компрессора.

Поскольку мощность, развиваемую турбиной, была недостаточно для привода компрессора, он с помощью редуктора и механизма передачи был соединён с обоими коленчатыми валами двигателя. Степень сжатия была принята равной 15.

Для получения требуемых фаз газораспределения, при которых обеспечивалась бы необходимая очистка цилиндра от отработавших газов и наполнения сжатым воздухом, было предусмотрено (как и на двигателях 5ТДФ) угловое смещение коленчатых валов в сочетании с несимметричным расположением впускных и выпускных окон цилиндров по их длине. Крутящий момент, снимаемый с коленчатых валов, составляет для впускного вала – 30%, для выпускного -70% от крутящего момента двигателя. Крутящий момент, развиваемый на впускном валу, через шестеренчатую передачу передавался на выпускной вал. Суммарный крутящий момент мог сниматься с обоих концов выпускного вала через муфту отбора мощности.

В октябре 1979 г. Двигатель 6ТД после серьезной доработки цилиндропоршневой группы, топливной аппаратуры, системы воздухоснабжения и другие элементов успешно прошел межведомственные испытания. С 1986 г. Были изготовлены первые 55 двигателей в серийном исполнении. В последующие годы серийный выпуск увеличился и достиг максимума в 1989 г.

Процент подетальной унификации 6ТД с дизелем 5ТДФ составил более 76%, а надежность работы была не ниже, чем у 5ТДФ, который серийно изготовлялся многие годы.

Работы ХКБД под руководством главного конструктора Н.К.Рязанцева по дальнейшему совершенствованию 2-тактного танкового дизеля продолжались. Дорабатывались узлы, механизмы и системы, по которым выявлялись в эксплуатации отдельные дефекты. Совершенствовалась система наддува. Проводились многочисленные стендовые испытания двигателей с введением конструктивных изменениями.

Разрабатывалась новая модификация дизеля – 6ТД-2. Мощность его составляла уже не 735кВт (1000л.с.), как у 6ТД, а 882 кВт (1200л.с.). Подетальная унификация его с дизелем 6ТД была обеспечена более чем на 90%, а с дизелем 5ТДФ – более 69%.

В отличии от двигателя 6ТД на двигателе 6ТД-2 был применен 2-ступенчатый осецентробежный компрессор системы наддува и изменения конструкции турбины, сильфона, масляного центробежного фильтра, патрубка и других узлов. Была также несколько снижена степень сжатия – с 15 до 14,5 и увеличено среднее эффективное давление с 0,98 МПа до 1,27МПа. Удельный расход топлива двигателя 6ТД-2 составил 220 г/(кВт*ч) (162 г/(л.с.*ч)) вместо 215 г/(кВт*ч) (158г/(л.с.*ч)) – для 6ТД. С точки зрения установки в танк дизеля 6ТД-2 был полностью взаимозаменяем с двигателем 6ДТ.

В 1985 г. Дизель 6ТД-2 прошел межведомственные испытания и конструкторская документация была представлена для подготовки и организации серийного производства.

В ХКБД с участием НИИД и других организаций продолжались научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по 2-тактному дизелю 6ТД с целью его форсирования по мощности до значения 1103 кВт (1500л.с.), 1176 кВт (1600л.с.), 1323 кВт (1800л.с.) с проведением проверок на образцах, а также создания на его базе семейство двигателей для ВГМ и народохозяйственных машин. Для ВГМ легкой и промежуточной категории по массе разрабатывались дизеля 3ТД мощностью 184…235 кВт (250-320л.с.), 4ТД мощностью 294…331 кВт (400…450л.с.). Разрабатывался также вариант дизеля 5ДН мощностью 331…367 кВт (450-500л.с.) для колесных машин. Для транспортеров тягачей и инженерных машин разрабатывался проект дизеля 6ДН мощностью 441…515 кВт (600-700л.с.).

Дизель 3ТД

Двигатели ЗТД в трехцилиндровом исполнении являются членами единого унифицированного ряда с серийными двигателями 5ТДФ, 6ТД-1 и 6ТД-2Е. В начале 60-х в Харькове создавалось семейство двигателей на базе 5ТДФ для машин легкой весовой категории (БТР, БМП и др.) и тяжелой весовой категории (танки, 5ТДФ, 6ТД).

Указанные двигатели имеют единую конструктивную схему:

Двухтактный цикл;

Горизонтальное расположение цилиндров;

Высокую компактность;

Низкую теплоотдачу;

Возможность использования при температурах окружающей

Среды от минус 50 до плюс 55 °С;

Малое снижение мощности при высоких температурах

Окружающей среды;

Многотопливность.

Кроме объективных причин в создании семейства двухтактных оппозитных дизелей 3ТД в середине 60-х годов были допущены ошибки. Идея 3-цилиндрового двигателя проверялась на базе 5-цилиндрового, в котором были заглушены два цилиндра. При этом газовоздушный тракт, агрегаты наддува не были согласованы. Естественно, была увеличенной и мощность механических потерь.

Основным препятствием для создания унифицированного семейства двигателей в 60-70-е годы было отсутствие в стране четкой программы развития двигателестроения, руководство «металось» между различными концепциями дизелей и ГТД. В 70-е годы с приходом к руководству страны Л. И. Брежнева ситуация еще более усугубилась, началось параллельное производство танков с разными двигателями – Т-72 и Т-80, которые по своим характеристикам являлись «танками-аналогами» уже производящегося Т-64. Речь про унификацию двигателей танка, БМП и БТР уже не шла.

К сожалению, такая же ситуация была и в других отраслях ВПК - одновременно шли разработки различных КБ в ракетостроении, авиастроении, при этом среди них не выбирались лучшие, а производились параллельно аналогичные изделия разных Конструкторских Бюро (КБ).

Подобная политика стала началом конца отечественной экономики, и причиной отставания в танкостроении, усилия вместо того, чтобы объединится в «единый кулак» распылялись на параллельные разработки конкурирующих КБ.

Легкие машины (ЛБМ), выпускавшиеся в 60…80-х годах прошлого столетия, имеют двигатели устаревшей конструкции, обеспечивающие удельную мощность в пределах 16-20 л.с./т. Современные машины должны иметь удельную мощность 25-28 л.с./т, что позволит увеличить их маневренность.

В 90-е, 2000-е годы актуальной стала модернизация ЛБМ – БТР-70, БТР-50, БМП-2.

В этот период проводились испытания данных машин показавшие высокие характеристики нового двигателя, но, вместе с тем на хранении и в производстве на территории Украины после распада СССР находилось большое количество двигателей УТД-20С1.

Генеральный конструктор по танкостроению Украины М.Д. Борисюк (ХКБМ) для модернизации этих машин решил использовать имеющиеся серийные двигатели - СМД-21 УТД-20 и немецкий «Deutz».

На каждое транспортное средство устанавливались свои двигатели, не имеющие унификации друг с другом, и с двигателями, уже находящимися в армии. Причина - для ремонтных заводов Министерства обороны выгодно использовать имеющиеся на складах заказчика двигатели позволяющих снизить стоимость работ.

Но такая позиция лишала работы ГП «Завод имени В.А. Малышева» и, прежде всего, агрегатный завод.

Такая позиция оказалось неоднозначной – с одной стороны экономия, с другой – потери перспективы.

Стоит отметить, что в ХКБМ по отношению к 3ТД был высказан ряд претензий (по шуму и дымности), который были приняты и устранены.

С целью снижения дымности при пуске и на переходных режимах на двигателе ЗТД установлена закрытая топливная аппаратура и существенно уменьшен расход масла. Снижение шума обеспечено за счет уменьшения максимального давления сгорания и уменьшения зазора в паре «поршень-цилиндр» на двигателях мощностью 280 и 400 л.с, а также снижения размаха крутильных колебаний

Снижение расхода масла на двигателях ЗТД достигнуто благодаря следующим факторам:

Снижения количества цилиндров;

Применения поршня с чугунным корпусом вместо алюминиевого сплава;

Увеличения удельного давления маслосъемного кольца на

Стенку цилиндра.

В результате принятых мер относительный расход масла на двигателях ЗТД приближается к расходу на двигателях народнохозяйственного назначения.

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.

Первые проекты

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.

Челябинские двигатели

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 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.

ГТД из Ленинграда

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/