Как устроен газотурбинный двигатель на танке

Содержание

1. Газотурбинный двигатель: Устройство и принцип работы
2. Отличительные черты
3. Газотурбинный двигатель принцип работы
4. Устройство газотурбинного двигателя
5. «Минус» и «плюс» мотора
6. Виды газотурбинных двигателей
7. Газотурбинный танк Т-80У: тест-драйв «Популярной механики»
8. Не задохнуться в пыли
9. Комфорт и чистота
10. На пути к гибриду
11. На пути к Т-80: танковые газотурбинные двигатели
12. Видео

Газотурбинный двигатель: Устройство и принцип работы

Сегодня среднестатистический обыватель знаком с устройством и принципом работы мотора внутреннего сгорания, а вот газотурбинный двигатель, приводит пользователя в тупик. Тем не менее принцип действия турбинного агрегата намного проще поршневого мотора. Из-за особенностей эксплуатации, первый нашёл применение в авиации, второй установлен на 90% штатных автомобилей.

По классификации, силовая установка относится к тепловым устройствам, поскольку трансформирует выделившийся напор от горения в работу механики. В противовес агрегату с поршнями, проходящее преобразование течёт в непрерывной газовой струе, а это влияет на конструкцию и эксплуатацию. Попытки установить газотурбинный мотор на машины предпринимаются постоянно, однако массового развития идея не получила.

Отличительные черты

Как уже говорилось раньше, предпринимались попытки использовать газотурбинный двигатель для автомобиля, однако дальше испытаний дело не пошло. Единственная отрасль, в которой агрегат нашёл применение – авиация.

Если сравнивать газотурбинный мотор с иными силовыми установками, то у первого изделия значение вырабатываемой мощи по отношению к массе больше. Так же плюс в используемом топливе, доведённый до мелкодисперсного состояния, ассортимент воображает, главный вид – керосин и дизель. Но возможно применение: бензина, газа, спирта, мазута, угольной пыли и т.п.

Агрегат с поршнями и газотурбинная установка, это моторы, работающие на основе тепла, преобразующие энергию, выделившуюся при горении в работу механики. Разница между устройствами заключается в течение процесса. В обоих моторах происходит забор и воздушное сдавливание, после чего подаётся порция горючего, затем субстанция горит, увеличивается и сбрасывается атмосферную среду.

В поршневых установках описанные действия происходят в одной точке – камере сгорания, при этом соблюдается очерёдность действий. Для газотурбинного двигателя характерно протекание действий в нескольких частях механизма одновременно.

Что бы понять, как работает газотурбинный двигатель, разделяют этапы протекания процессов, которые в сумме составляют преобразование топлива в работу:

За счёт прохождения атмосферного воздуха через компрессорное колесо, смесь сжимается в объёме, увеличивая напор, до сорока раз. После происходит перетекание воздуха в горящий объём, куда подаётся и топливо. Перемешиваясь с воздушной массой и сгорая, смесь энергетически преобразуется.

Выделившуюся силу переформатируют в работу механики. Для этого используют специальные лопатки, которые вращаются в газовой струе, выходящей с напором.

Распределяя полученную работу, задействуют её кусок в сдавливании очередной воздушной порции, оставшаяся мощь отводится для привода механизма.

Таким образом, видно, что действие газотурбинного устройства сопровождается оборачиванием и это единственное перемещение в установке. Тогда как для других видов силовых агрегатов действию сопутствует перемещение вытеснителя. Учитывая, что габариты и масса газотурбинного агрегата меньше поршневого собрата, а полезный коэффициент и мощь выше, превосходство первого очевидно. Однако увеличенный аппетит и сложность эксплуатации нивелируют преимущества. С целью экономии горючего, установки применяют устройство обмена теплом.

Схема включения в процесс турбины:

Газотурбинный двигатель принцип работы

Смысл двигателестроения, достижение повышенного значения полезного коэффициента. В нашем случае, требуемые результаты, напрямую связаны с горением смеси и при этом обширном выделении тепла. Это не так просто, как кажется, основополагающее препятствие – материал изделия, которому сложно выдержать температуру и напор. По этой причине, проведено много расчётов, направленных на снятие тепла с турбины и применение в ином русле. Усилия не пропали даром, повторное использование энергии стало возможным и нагревало сжатые воздушные массы перед горением, а не терялось зря. Без таких устройств «теплообменников» достичь значений полезного действия было бы не возможно.

Для достижения повышенных показателей мощи, турбинные лопатки раскручивают до как можно больших показателей. Скорость вращения обусловлена напором выходящих газов. Чем меньше размер установки, тем выше частота оборотов, поскольку только так достигается стабильность работы.

Газотурбинный двигатель Т 80:

Устройство газотурбинного двигателя

Если сравнивать газотурбинный двигатель с мотором, который применяют на автомобиле, устройство первого проще. Агрегат включает камеру, где происходит сгорание; присутствуют свечи, поджигающие заряд; форсунка, участвующая в смесеобразовании. На одном валу помещены турбинные колёса и нагнетатель. Присутствуют: редуктор понижения, устройство обмена теплом, трубки, коллектор впуска, сопло и концентратор.

Вращаясь на компрессорном валу, лопатки втягивают воздушную массу, используя коллектор впуска. Достигнув скорости вращения 0,5 км/с, нагнетатель затягивает воздух в концентратор. В конечной точке скоростной режим падает, однако сдавливание массы повышается. Далее воздушная масса перетекает в устройство температурного обмена для набора температуры и перехода в область горения. В пространство параллельно с воздушной массой постоянно поступает горючее, за это отвечают распылители. Перемешиваясь, масса и горючее образуют рабочую консистенцию, которая после приготовления воспламеняется свечой. Горение поднимает напор объёма, газы, вырываясь сквозь концентратор, сталкиваются с турбинными лопатками, двигая колесо. Импульс, создаваемый окружностью, передаётся посредством редуктора на движущий элемент, а газовый остаток перетекает в устройство обмена теплом, подогревая там сдавленные воздушные массы и выбрасываясь в среду окружения.

Газотурбинный мотор «ДР59Л»:

Минус установки, цена материала, способного выдержать температуру. Кроме того, чтобы исключить поломку, поступающий в агрегат воздух требует повышенной степени очистки. Несмотря на это, доработка и усовершенствование агрегата проводятся постоянно. Расширяется сфера применения, сегодня построена автомобильная, авиационная установка, и даже газотурбинный двигатель для кораблей.

«Минус» и «плюс» мотора

Газотурбинный агрегат способен вырабатывать большой момент, а значит повышенные показатели мощности. Для охлаждения сопутствующих элементов нет каких-либо устройств, поскольку соприкасающихся поверхностей мало. В то же время, подшипников используется не много, а качество деталей свидетельствует о надёжности и безотказности агрегата.

Отрицательный аспект, это дороговизна используемых материалов при изготовлении деталей и, как следствие, немалые вложения в починку механизма. Несмотря на недостатки, конструкция постоянно дорабатывается и совершенствуется.

Газотурбинный двигатель используют в авиации, на автомобилях установку применяют как эксперимент. Это произошло по причине постоянной потребности в охлаждении газов, поступающих на лопатки турбины. Это снижает полезное действие агрегата, увеличивая потребление горючего.

Главные преимущества мотора:

Танковая установка «ГТД-1500»:

Виды газотурбинных двигателей

Конструктивно газотурбинные силовые установки делят на четыре типа

Двигатель этого типа используют в авиационной промышленности, когда важен показатель скорости передвижения (например, военные самолёты). Работа происходит за счет выхода газов из сопла самолёта на повышенной скорости. Газы толкают транспорт и таким образом двигают изделие вперёд.

Конструктивным отличием с предшественником считается дополнительная турбинная секция. Устройство вращает винт, забирая энергию у газов, прошедших компрессорную турбину. Визуально, механизм представлен рядом лопаток, размещают деталь в передней или задней части. Для отвода выхлопа применяют отводящие патрубки. Аппарат предназначен для установки на летательных аппаратах, используемых на малых высотах и скоростях, может оснащаться биротативным воздушным винтом.

Турбовентиляторный двигатель «Д-27»:

Конструктивно, турбина похожа на предыдущую установку, различие во второй турбинной секции. Элемент отнимает энергию газов частично, как следствие, используются отводные выхлопные патрубки. Особенность агрегата, вентилятор активируется турбиной пониженного напора. По этой причине, второе название двигателя – «двухконтурный». Здесь внутренний контур образован воздушным потоком, идущим через агрегат, внешний контур создаёт направление, чтобы повысить эффект толчка вперёд. Последние выпуски летательных аппаратов применяют турбовентиляторные двигатели, поскольку механизмы надёжны и экономичны на больших высотах.

Конструктивно, установка похожа на предыдущий агрегат. Разница в том, что вал механизма приводит в действие многочисленные возможные элементы. Мотор получил распространение на вертолётах, танках, кораблях. Например, М90ФР, корабельный газотурбинный двигатель, устанавливаемый на фрегатах Российского флота. К таковым относятся: «Адмирал Горшков», «Дерзкий» и др.

Газотурбинный

»:

Случается, что газотурбинная силовая установка применяется, как вспомогательное оборудование, например, автономный источник питания на борту. Простые агрегаты сжимают воздушные массы, отбираемые у турбинного компрессора, который запускает главные двигатели. Сложные установки вырабатывают электрическую энергию для нужд бортовой сети.

Источник

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

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

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

Не задохнуться в пыли

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

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

Комфорт и чистота

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

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

На пути к гибриду

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

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

Источник

На пути к Т-80: танковые газотурбинные двигатели

В пятидесятых годах прошлого века широкое распространение получили газотурбинные двигатели (ГТД) различных классов. Турбореактивные моторы разгоняли авиацию до сверхзвуковых скоростей, а по воде и железным дорогам двигались локомотивы и корабли с первыми моделями газотурбинных двигателей. Предпринимались попытки оснастить такими моторами и грузовики, однако эти эксперименты оказались неудачными. Подобные силовые установки, при всех своих плюсах – экономичности на номинальном режиме работы, компактности и возможности применять различные типы топлива – не были лишены недостатков. Прежде всего, это слишком большой расход топлива при разгоне или торможении, что в итоге и определило нишу, в которой ГТД нашли свое применение. Одним из итогов различных экспериментов с такой силовой установкой стал советский танк Т-80. Но достижение всемирной известности было далеко не простым делом. От начала работ по созданию танкового ГТД до начала его серийного производства прошло почти два десятка лет.

Идея сделать танк с газотурбинной силовой установкой появилась еще тогда, когда никто и не думал о проекте Т-80. Еще в 1948 году конструкторское бюро турбинного производства Ленинградского Кировского завода начало работу над проектом танкового ГТД мощностью в 700 лошадиных сил. К сожалению, проект был закрыт за бесперспективностью. Дело в том, что 700-сильный двигатель, по расчетам, потреблял чрезвычайно много топлива. Расход признали слишком большим для практического использования. Чуть позже неоднократно предпринимались попытки сконструировать другие двигатели подобного класса, но они тоже не дали никакого результата.

Во второй половине пятидесятых годов ленинградские конструкторы создали еще один двигатель, который дошел до стадии сборки прототипа. Получившийся ГТД-1 не оснащался теплообменником и выдавал мощность до тысячи лошадиных сил при расходе топлива в 350-355 г/л.с. ч. Вскоре на основе этого двигателя сделали две модификации: ГТД1-Гв6 со стационарным теплообменником и ГТД1-Гв7 с вращающимся. К сожалению, несмотря на некоторый прогресс, все три модели ГТД имели расход топлива выше расчетного. Улучшить этот параметр не представлялось возможным, поэтому проекты закрыли.

В целом, все ранние проекты ГТД для сухопутной, в том числе и гусеничной, техники не отличались особыми успехами. Все они не смогли добраться до серийного производства. В то же время, в ходе разработки и испытаний новых моторов удалось найти немало новых оригинальных технических решений, а также собрать нужную информацию. К этому времени сформировались две основные тенденции: попытки приспособить авиационный двигатель для использования на танке и сделать специальный ГТД.

В начале шестидесятых годов произошло несколько событий, которые позитивно сказались на всем направлении. Сначала Научно-исследовательский институт двигателей (НИИД) предложил несколько вариантов моторно-трансмиссионного отделения для танка Т-55. Предлагались два варианта газотурбинного двигателя, отличавшиеся друг от друга мощностью и потреблением топлива. В апреле 1961 года вышло соответствующее распоряжение руководства страны, согласно которому НИИД должен был продолжить работы по начатым проектам, а на Челябинском тракторном заводе создавалось специальное конструкторское бюро, занятое исключительно тематикой ГТД.

Новое бюро получило индекс ОКБ-6 и объединило усилия с Институтом двигателей. Результатом проектирования стал проект ГТД-700. При мощности до 700 л.с. этот двигатель потреблял 280 г/л.с.ч, что приближалось к требуемым значениям. Столь высокие для своего времени характеристики были обусловлены рядом оригинальных решений. Прежде всего необходимо отметить конструкцию теплообменника, каналы которого были оптимизированы в плане сечения и скорости течения газов. Кроме того, на работе двигателя благотворно сказался новый одноступенчатый воздухоочиститель циклонного типа, задерживавший до 97% пыли. В 1965 году начались испытания двух первых образцов ГТД-700. Работа двигателей на стенде показала все преимущества примененных решений, а также позволила вовремя определить и исправить имеющиеся проблемы. Вскоре собрали еще три двигателя ГТД-700, один из которых позже был установлен на опытный танк «Объект 775Т». В марте 1968 года прошел первый запуск газотурбинного двигателя на танке и через несколько дней начались ходовые испытания. До апреля следующего года экспериментальный танк прошел около 900 километров при наработке двигателя порядка 100 часов.

Несмотря на имеющиеся успехи, в 1969 году испытания двигателя ГТД-700 завершились. В это время прекратились работы над ракетным танком «Объект 775» и, как следствие, его газотурбинной модификацией. Однако развитие двигателя не остановилось. По результатам испытаний сотрудники НИИД провели несколько исследований и пришли к позитивным выводам. Как оказалось, конструкция ГТД-700 позволяла довести мощность до уровня порядка 1000 л. с., а расход топлива снизить до 210-220 г/л.с.ч. Перспективная модификация двигателя получила обозначение ГТД-700М. Ее расчетные характеристики выглядели многообещающе, что привело к дальнейшим разработкам. ВНИИТрансмаш (переименованный ВНИИ-100) и конструкторское бюро ЛКЗ предприняли попытку установить ГТД-700М на танки «Объект 432» и «Объект 287». Однако никаких практических результатов добиться не удалось. Моторно-трансмиссионное отделение первого танка оказалось недостаточно большим для размещения всех агрегатов силовой установки, а второй проект вскоре был закрыт за бесперспективностью. На этом история двигателя ГТД-700 закончилась.

ГТД-3 для «Объекта 432»

Одновременно с НИИД и челябинскими конструкторами над своими проектами ГТД работали в омском ОКБ-29 (сейчас Омское моторостроительное конструкторское бюро) и ленинградском ОКБ-117 (завод им. В.Я. Климова). Стоит отметить, основным направлением работы этих предприятий была адаптация авиационных двигателей к танковым «нуждам». Этим фактом обусловлен целый ряд особенностей получившихся двигателей. Одним из первых переработке подвергся вертолетный турбовальный двигатель ГТД-3, разработанный в Омске. После адаптации для использования на танке он получил новый индекс ГТД-3Т и немного потерял в мощности, с 750 до 700 л.с. Расход топлива в танковом варианте составлял 330-350 г/л.с.ч. Такое потребление горючего было слишком велико для практического использования двигателя, но ГТД-3Т все же был установлен на ходовой макет, базой для которого послужил танк Т-54. Позже подобный эксперимент провели с танком Т-55 (проект ВНИИ-100) и с «Объектом 166ТМ» (проект Уралвагонзавода). Примечательно, что после испытаний своего опытного образца тагильские конструкторы пришли к выводу о нецелесообразности продолжения работ по газотурбинной тематике и вернулись к созданию танков с дизельными двигателями.

В 1965 году ОКБ-29 и ВНИИ-100 получили задание доработать двигатель ГТД-3Т для использования на танке «Объект 432», который вскоре был принят на вооружение под обозначением Т-64. В ходе такой доработки двигатель получил новое обозначение ГТД-3ТЛ и ряд изменений в конструкции. Изменились конструкция компрессора и корпуса турбины, появилась система перепуска газов после компрессора, созданы два новых редуктора (один в составе моторного агрегата, другой располагался на корпусе танка), а также переделана выхлопная труба. Имея сравнительно небольшие габариты, двигатель ГТД-3ТЛ хорошо вписался в моторно-трансмиссионное отделение «Объекта 432», а в свободных объемах уместились дополнительные баки на 200 литров топлива. Стоит отметить, в МТО танка пришлось ставить не только новый двигатель, но и новую трансмиссию, приспособленную для работы с газотурбинным двигателем. Крутящий момент двигателя передавался на главный редуктор и распределялся на две бортовые планетарные коробки передач. В конструкции новой трансмиссии широко использовались детали исходной системы «Объекта 432». Ввиду специфических требований двигателя к подаче воздуха пришлось заново спроектировать оборудование для подводного вождения, имеющее в своем составе воздухопитающие и выхлопные трубы большего диаметра.

В ходе проектирования двигателя ГТД-3ТЛ, с целью проверки некоторых идей, на танке Т-55 установили мотор ГТД-3Т. Танк с газотурбинным двигателем сравнили с аналогичной бронемашиной, оборудованной стандартным дизелем В-55. В результате этих испытаний подтвердились все предварительные расчеты. Так, средняя скорость опытного танка оказалась немного выше скорости серийного, но за это преимущество пришлось платить в 2,5-2,7 раза более высоким расходом топлива. При этом к моменту сравнительных испытаний не были достигнуты требуемые характеристики. Вместо необходимых 700 л.с. ГТД-3ТЛ выдавал лишь 600-610 и сжигал порядка 340 г/л.с.ч вместо требовавшихся 300. Повышенный расход топлива привел к серьезному уменьшению запаса хода. Наконец, ресурс в 200 часов не дотягивал даже до половины от заданных 500. Выявленные недостатки были учтены и вскоре появился полноценный проект ГТД-3ТЛ. К концу 1965 года ОКБ-29 и ВНИИ-100 совместными усилиями завершили разработку нового двигателя. За основу для него был взят не танковый ГТД-3Т, а авиационный ГТД-3Ф. Новый двигатель развивал мощность до 800 л.с. и потреблял не более 300 г/л.с.ч. В 1965-66 годах изготовили два новых двигателя и проверили их на танке «Объект 003», представлявшем собой доработанный «Объект 432».

Одновременно с испытаниями танка «Объект 003» шла разработка «Объекта 004» и силовой установки для него. Предполагалось использовать двигатель ГТД-3ТП, имевший большую мощность в сравнении с ГТД-3ТЛ. Кроме того, мотор с индексом «ТП» должен был размещаться не поперек корпуса танка, а вдоль, что повлекло за собой перекомпоновку некоторых агрегатов. Основные пути развития остались прежними, но их нюансы подверглись определенным коррективам, связанным с выявленными проблемами газотурбинных двигателей. Пришлось серьезно доработать систему забора и фильтрации воздуха, а также отвода выхлопных газов. Еще один серьезный вопрос касался эффективного охлаждения двигателя. Создание новой трансмиссии, повышение характеристик и доведение моторесурса до требуемых 500 часов также остались актуальными. При проектировании двигателя и трансмиссии для танка «Объект 004» старались скомпоновать все агрегаты таким образом, чтобы они могли уместиться в МТО с минимальными его доработками.

Наибольшим изменениям подверглась крыша моторно-трансмиссионного отделения и кормовой лист бронекорпуса. Крышу сделали из сравнительно тонкого и легкого листа с окнами, на которых разместили жалюзи воздухозаборного устройства. В корме появились отверстия для выброса газов двигателя и воздуха из системы охлаждения. Для повышения живучести эти отверстия прикрыли бронированным колпаком. Двигатели и некоторые агрегаты трансмиссии укрепили на заново разработанной раме, которая монтировалась на бронекорпусе без доработок последнего. Сам двигатель установили продольно, с небольшим сдвигом от оси танка влево. Рядом с ним разместились топливный и масляный насосы, 24 прямоточных циклона системы воздухоочистки, компрессор, стартер-генератор и т.п.

Двигатель ГТД-3ТП мог выдавать мощность до 950 л.с. при расходе топлива в 260-270 г/л. с.ч. Характерной чертой этого двигателя стала его схема. В отличие от предыдущих моторов семейства ГТД-3 он был сделан по двухвальной системе. С двигателем была сопряжена четырехскоростная трансмиссия, разработанная с учетом характерных для газотурбинного двигателя нагрузок. Согласно расчетам, трансмиссия могла работать в течение всего срока службы двигателя – до 500 часов. Бортовые коробки передач имели тот же размер, что и на исходном «Объекте 432» и помещались на исходных местах. Приводы управления агрегатами двигателя и трансмиссии в большинстве своем располагались на старых местах.

Насколько известно, «Объект 004» так и остался на чертежах. В ходе его разработки удалось решить несколько важных вопросов, а также определить планы на будущее. Несмотря на уменьшение заметности танка с ГТД в инфракрасном спектре, улучшившееся качество очистки воздуха, создание специальной трансмиссии и т.п., расход топлива оставался на недопустимом уровне.

Еще одним проектом, начавшимся в 1961 году, были ленинградские исследования перспектив турбовального двигателя ГТД-350. Ленинградские Кировский завод и Завод им. Климова совместными усилиями начали изучать поставленный перед ними вопрос. В качестве стенда самых для первых исследований применялся серийный трактор К-700. На него установили двигатель ГТД-350, для работы с которым пришлось немного доработать трансмиссию. Вскоре начался еще один эксперимент. На этот раз «платформой» для газотурбинного двигателя стал бронетранспортер БТР-50П. Подробности этих испытаний не стали достоянием общественности, но известно, что по их результатам двигатель ГТД-350 признали пригодным для использования на сухопутной технике.

На его базе создали два варианта двигателя ГТД-350Т, с теплообменником и без. Без теплообменника газотурбинный двигатель двухвальной системы со свободной турбиной развивал мощность до 400 л.с. и имел расход топлива на уровне 350 г/л.с.ч. Вариант с теплообменником был ощутимо экономичнее – не более 300 г/л.с.ч., хотя и проигрывал в максимальной мощности порядка 5-10 л.с. На основе двух вариантов двигателя ГТД-350Т были сделаны силовые агрегаты для танка. При этом, ввиду сравнительно малой мощности, рассматривались варианты с применением как одного двигателя, так и двух. В результате сравнений наиболее перспективным был признан агрегат с двумя двигателями ГТД-350Т, располагавшимися вдоль корпуса танка. В 1963 году началась сборка опытного образца такой силовой установки. Его установили на шасси экспериментального ракетного танка «Объект 287». Получившуюся машину назвали «Объектом 288».

В 1966-67 годах этот танк прошел заводские испытания, где подтвердил и скорректировал расчетные характеристики. Однако главным результатом поездок по полигону стало понимание того, что перспективы спаренной системы двигателей сомнительны. Силовая установка с двумя двигателями и оригинальным редуктором получилась сложнее в производстве и эксплуатации, а также дороже, чем один ГТД эквивалентной мощности с обычной трансмиссией. Предпринимались некоторые попытки развить двухдвигательную схему, но в итоге конструкторы ЛКЗ и Завода им. Климова остановили работы в этом направлении.

Стоит отметить, проекты ГТД-350Т и «Объект 288» были закрыты только в 1968 году. До этого времени, по настоянию заказчика в лице Минобороны, состоялись сравнительные испытания сразу нескольких танков. В них участвовали дизельные Т-64 и «Объект 287», а также газотурбинные «Объект 288» и «Объект 003». Испытания были суровыми и проходили на разных местностях и в разных погодных условиях. В результате выяснилось, что при имеющихся преимуществах в части габаритов или максимальной мощности существующие газотурбинные двигатели менее пригодны для практического применения, чем освоенные в производстве дизели.

Незадолго до прекращения работ по тематике спаренных двигателей конструкторы ЛКЗ и Завода им. Климова сделали два эскизных проекта, подразумевавших установку на танк «Объект 432» спаренной установки с перспективными двигателями ГТД-Т мощностью по 450 л.с. Рассматривались различные варианты размещения двигателей, но в итоге оба проекта не получили продолжения. Спаренные силовые установки оказались неудобными для практического применения и более не использовались.

Двигатель для Т-64А

Принятый на вооружение в шестидесятых годах танк Т-64А при всех своих преимуществах не был лишен недостатков. Высокая степень новизны и несколько оригинальных идей стали причиной технических и эксплуатационных проблем. Немало нареканий вызвал двигатель 5ТДФ. В частности, и из-за них было решено всерьез заняться перспективным ГТД для этого танка. В 1967 году появилось соответствующее постановление руководства страны. К этому времени уже имелся определенный опыт в сфере оснащения танка «Объект 432» газотурбинной силовой установкой, поэтому конструкторам не пришлось начинать с нуля. Весной 1968-го года на ленинградском Заводе им. Климова развернулись проектные работы по двигателю ГТД-1000Т.

Главным вопросом, стоявшим перед конструкторами, было снижение расхода топлива. Остальные нюансы проекта уже были отработаны и не нуждались в столь большом внимании. Улучшать экономичность предложили несколькими путями: повысить температуру газов, улучшить охлаждение элементов конструкции, модернизировать теплообменник, а также повысить КПД всех механизмов. Кроме того, при создании ГТД-1000Т применили оригинальный подход: координацией действий нескольких предприятий, занятых в проекте, должна была заниматься сводная группа из 20 их сотрудников, представлявших каждую организацию.

Благодаря такому подходу достаточно быстро удалось определиться с конкретным обликом перспективного двигателя. Таким образом, в планы входило создание трехвального ГТД с двухкаскадным турбокомпрессором, кольцевой камерой сгорания и охлаждаемым сопловым аппаратом. Силовая турбина – одноступенчатая с регулируемым сопловым аппаратом перед ней. В конструкцию двигателя ГТД-1000Т сразу ввели встроенный понижающий редуктор, который мог преобразовывать вращение силовой турбины со скоростью порядка 25-26 тыс. оборотов в минуту в 3-3,2 тыс. Выходной вал редуктора разместили таким образом, что он мог передавать крутящий момент на бортовые коробки передач «Объекта 432» без лишних деталей трансмиссии.

По предложению сотрудников ВНИИТрансмаш, для очистки поступающего воздуха применили блок прямоточных циклонов. Выведение выделенной из воздуха пыли было обязанностью дополнительных центробежных вентиляторов, которые, кроме того, обдували масляные радиаторы. Использование такой простой и эффективной системы очистки воздуха привело к отказу от теплообменника. В случае его использования для достижения требуемых характеристик требовалось очищать воздух почти на все 100%, что было, как минимум, очень сложно. Двигатель ГТД-1000Т без теплообменника мог работать даже если в воздухе оставалось до 3% пыли.

Отдельно стоит отметить компоновку двигателя. На корпусе собственно газотурбинного агрегата установили циклоны, радиаторы, насосы, маслобак, компрессор, генератор и прочие части силовой установки. Получившийся моноблок имел габариты, пригодные для установки в моторно-трансмиссионное отделение танка Т-64А. Кроме того, в сравнении с оригинальной силовой установкой, двигатель ГТД-1000Т оставлял внутри бронированного корпуса объем, достаточный для размещения баков на 200 литров топлива.

Весной 1969 года началась сборка опытных экземпляров Т-64А с газотурбинной силовой установкой. Интересно, что в создании прототипов участвовали сразу несколько предприятий: Ленинградский Кировский и Ижорский заводы, Завод им. Климова, а также Харьковский завод транспортного машиностроения. Чуть позже руководство оборонной промышленности решило построить опытную партию из 20 танков Т-64А с газотурбинной силовой установкой и распределить их по различным испытаниям. 7-8 танков предназначались для заводских, 2-3 для полигонных, а оставшиеся машины должны были пройти войсковые испытания в разных условиях.

За несколько месяцев испытаний в условиях полигонов и испытательных баз было собрано нужное количество информации. Двигатели ГТД-1000Т показали все свои преимущества, а также доказали пригодность для использования на практике. Однако выяснилась другая проблема. При мощности в 1000 л.с. двигатель не слишком удачно взаимодействовал с имеющейся ходовой частью. Ее ресурс заметно снижался. Более того, к моменту окончания испытаний почти все двадцать опытных танков нуждались в ремонте ходовой или трансмиссии.

На финишной прямой

Самым очевидным решением проблемы выглядела доработка ходовой части танка Т-64А для использования вместе с ГТД-1000Т. Однако такой процесс мог занять слишком много времени и с инициативой выступили конструкторы ЛКЗ. По их мнению, нужно было не модернизировать имеющуюся технику, а создавать новую, изначально рассчитанную под большие нагрузки. Так появился проект «Объект 219».

Как известно, за несколько лет разработки этот проект успел претерпеть массу изменений. Корректировались почти все элементы конструкции. Точно так же доработкам подвергся и двигатель ГТД-1000Т и сопряженные с ним системы. Пожалуй, самым главным вопросом в это время было повышение степени очистки воздуха. В результате массы исследований выбрали воздухоочиститель с 28 циклонами, оснащенными вентиляторами с особой формой лопасти. Для уменьшения износа некоторые детали циклонов покрыли полиуретаном. Изменение воздухоочистительной системы сократило поступление пыли в двигатель примерно на один процент.

Еще во время испытаний в Средней Азии проявилась другая проблема газотурбинного двигателя. В тамошних грунтах и песках было повышенное содержание кремнезема. Такая пыль, попав в двигатель, спекалась на его агрегатах в виде стекловидной корки. Она мешала нормальному течению газов в тракте двигателя, а также увеличивала его износ. Эту проблему пытались решить при помощи специальных химических покрытий, впрыска в двигатель особого раствора, создания вокруг деталей воздушной прослойки и даже применения неких материалов, постепенно разрушавшихся и уносивших с собой пригоревшую пыль. Однако ни один из предложенных методов не помог. В 1973 году эту проблему решили. Группа специалистов Завода им. Климова предложила установить на наиболее подверженную загрязнению часть двигателя – сопловой аппарат – специальный пневмовибратор. При необходимости или через определенный промежуток времени в этот агрегат подавался воздух от компрессора и сопловой аппарат начинал вибрировать с частотой в 400 Гц. Налипшие частички пыли буквально стряхивались и выдувались выхлопными газами. Чуть позже вибратор заменили восемью пневмоударниками более простой конструкции.

В результате всех доработок наконец удалось довести ресурс двигателя ГТД-1000Т до требуемых 500 часов. Расход топлива танков «Объект 219» был примерно в 1,5-1,8 раза больше, чем у бронемашин с дизельными двигателями. Соответствующим образом сократился и запас хода. Тем не менее, по совокупности технических и боевых характеристик танк «Объект 219сп2» признали пригодным для принятия на вооружение. В 1976 году вышло постановление Совмина, в котором танк получил обозначение Т-80. В дальнейшем эта бронемашина претерпела ряд изменений, на ее базе было создано несколько модификаций, в том числе и с новыми двигателями. Но это уже совсем другая история.

По материалам сайтов:
журнал ««Техника и вооружение: вчера, сегодня, завтра…»»
http://armor.kiev.ua/
http://army-guide.com/
http://t80leningrad.narod. ru/

Война, которой не было. 13 серия. «Танк Т-80. Совершенное оружие»

Источник

Видео

УПРАВЛЕНИЕ, ВНУТРИ ТАНКА Т-80У танк. ГАЗОТУРБИННЫЙ/ Иван Зенкевич ПРО

Т-80: Прожорливая Тварь. Основной боевой танк с газотурбинным двигателем.

Как запустить Т-80Б. Как работает газотурбинный двигатель ГТД-1000.

газотурбиный двигатель и его работа

О двигателе танка Т-14.

Танковый газотурбинный двигатель ГТД-1250

Танк Абрамс (M1 Abrams) — Мегазаводы | Документальный фильм

Танк Т-34. Дизельный двигатель типа В-2 — Часть-1

Почему на танки России устанавливают двигатели, которым уже 90 лет🤪?

экспонат. двигатель для танка Т-80

Чудо возрождения газотурбинных танков / Вооружения / Независимая газета

Тэги: т80бмв, т72б3м, реактивный танк, газотурбинная установка, перевооружение, бронетанковые войска

За скорость и маневренность 47-тонный Т-80 называют реактивной машиной. Фото с сайта www.mil.ru

Современный этап развития бронетанковой техники характеризуется активной модернизацией существующего парка газотурбинных танков. Пентагон заказал переоборудование ранее выпущенных «абрамсов» к версии M-1A2С (SEP v3), а МО РФ – модернизацию Т-80 в вариант «Мотобол-2». Проводимые работы позволят продлить срок службы этого вида техники, перешагнувшего сорокалетний рубеж.

Принятый на вооружение в 1980 году M-1 Abrams стал первым и единственным на Западе основным боевым танком с газотурбинной силовой установкой. Он продолжает оставаться в строю и в обозримой перспективе останется единственным типом ОБТ американской армии. Наша страна тоже строила газотурбинные танки, однако Т-80 был не полностью новой разработкой, а развитием Т-64 с заменой дизеля на газовую турбину.

Серийный выпуск М-1 и Т-80 шел с конца 70-х по 90-е годы прошлого века, причем было собрано примерно равное количество: порядка 10 тысяч экземпляров. В настоящее время производство новых газотурбинных танков не ведется, а их совершенствование продолжается за счет модернизации.

Экспонаты «Армии-2020»

Международный военно-технический форум «Армия-2020» привлек внимание демонстрацией свежего экземпляра Т-80БВМ на статической площадке у Конгресс-центра выставочного комплекса в подмосковной Кубинке. Экспонат выставляется среди прочих образцов бронетехники, стоящей на вооружении Вооруженных сил России.

Пару лет назад опытный Т-80БВМ участвовал в динамическом показе на полигоне «Алабино», поразив все цели точным огнем из 125-мм пушки. А самое первое появление его на публике случилось в сентябре 2017 года по случаю Дня танкиста на территории 33-го общевойскового полигона возле города Луга Ленинградской области.

Внешне Т-80БВМ разительно отличается от исходного Т-80БВ: динамическая защита прошлого поколения «Контакт» заменена на новый модульный комплект «Реликт» с добавлением противокумулятивных решетчатых экранов. Проведены мероприятия по доработке двигателя и его редуктора с целью повышения надежности и снижения расхода топлива, благодаря чему запас хода по шоссе увеличился до 500 км. Мотор ГТД-1250ТФ мощностью 1250 л.с. разгоняет потяжелевший из-за дополнительной защиты танк до скорости 80 км/ч.

Боекомплект к 125-мм пушке увеличен до 45 снарядов, механизм автомата заряжания доработан под новые снаряды (в том числе подкалиберные с урановым наконечником). Обзор и точность стрельбы повысили благодаря многоканальному прицелу-дальномеру «Сосна-У» с тепловизионной камерой и автоматом сопровождения цели (лазерный канал управления ракеты), а также стабилизатору вооружения 2Э58 и цифровому баллистическому вычислителю с датчиком погоды.

Старая радиостанция уступила место современной УКВ диапазона Р-168–25У-2, которая также устанавливается и на одновременно проходящие модернизацию ОБТ и БМП с дизельными моторами. Она представляет одно из исполнений подобной аппаратуры из состава цифрового комплекса «Акведук», призванного удовлетворить потребности армейских частей тактического звена в устойчивой и хорошо защищенной радиосвязи. Это дает экипажам возможность подключения к современным автоматизированным системам управления боевыми действиями.

Информационный обмен ведется по каналу засекреченной связи с повышенной защитой к перехвату и дешифровке радиоданных, способному устойчиво работать в условиях радиоэлектронного воздействия со стороны противника.

Сходство и отличия Т-72Б3М

Состав нового оборудования на Т-80БВМ по ряду позиций совпадает с Т-72Б3М, что позволит Минобороны РФ путем сходной модернизации упростить вопросы логистической поддержки парка бронированной техники. Помимо того, проводимые работы сближают параметры энерговооруженности.

Вариант Т-72Б3М образца 2016 года с комплектом дополнительной защиты весит 46,3 т и оснащается мотором мощностью 1130 л.с. против 47 т и 1250 л.с. у Т-80БВМ. Оба вооружены 125-мм орудием – пусковой установкой ракет типа «Рефлекс-М» с наведением по ЛКУ прицела-дальномера «Сосна-У».

Вместе с тем остается существенное различие: Т-72Б3М (а также Т-90) оснащается дизельным двигателем вместо газовой турбины у Т-80БВМ. Ожидается, что этим обстоятельством будет в основном определяться география размещения частей и соединений, вооруженных тем или иным типом.

Как показал многолетний опыт эксплуатации Т-80, лучше всего танки этой линейки показали себя в условиях Севера (гораздо легче заводятся на морозе, чем дизель) и Дальнего Востока. Дизельная бронетехника, напротив, предпочтительнее для эксплуатации на юге, особенно в условиях песчаной и пустынной местности (хотя и M-1, и Т-80 там тоже эксплуатировались и воевали).

Песок и пыль – враги газовой турбины, поэтому поступающий на вход атмосферный воздух требуется тщательно фильтровать. А это требует, кроме прочего, и отведения значительных объемов моторного отделения. Чтобы перед пуском удалить пыль, которая все же проникла внутрь и осела в компрессоре, конструкторам пришлось внедрять миниатюрные молоточки, «обстукивающие» лопатки. Это только один пример многочисленных хитростей, придуманных инженерами. Причем некоторые до сих пор остаются «секретами фирмы», а порой и государственными секретами.

Особенности газовых турбин

Силовые агрегаты М-1 и Т-80 создавались на основе наработок по авиационным моторам (американский – фирмой «Лайкоминг», отечественный – Заводом им. В.Я. Климова на базе ГТД-350 вертолета Ми-2). Но специфика применения нашла отражение в значительных отличиях от прототипов. Так, сухой вес (без эксплуатационных жидкостей) силового агрегата AGT1500 составляет 1134 кг (1050 у ГТД-1000/1250) при длине 1,63 м (1,5), ширине и высоте менее 1 м.

Согласно признанию разработчика, AGT1500 весит в пять раз больше авиационных моторов такой же мощности и того же поколения, поскольку в его состав дополнительно включен редуктор и теплообменник – последний как бы обволакивает турбину снаружи. А вкупе с автоматической гидромеханической трансмиссией X-1100–3B единый энергетический блок танка весит 3860 кг.

Словом, газотурбинный двигатель танкового исполнения – очень сложный в конструктивном отношении агрегат, к тому же дорогой в производстве; его создание оказалось под силу только ученым, конструкторам и инженерам ведущих сверхдержав.

При этом газовая турбина выгодно отличается от дизеля лучшей приемистостью, более высокими показателями мощности и крутящего момента на низких и средних скоростях вращения, а также пониженным шумом. Высокое соотношение массы к мощности, достигнутое 40 лет назад на силовых агрегатах «абрамсов» и «восьмидесяток», стало доступным для форсированных дизелей с турбокомпрессорами лишь недавно.

«Благодаря высоким мощностным показателям двигателей ГТД-1000Т/ГТД-1250 танки серии Т-80 имеют самые высокие в мире маневренные, динамические и скоростные качества», – говорится на сайте Завода им. В.Я. Климова. Назначенный ресурс до капремонта для ГТД-1250 составляет тысячу часов (как у многих танковых дизелей), а новые варианты исполнения мотора обещают на порядок больше. На базе серийного двигателя созданы варианты с кратковременным режимом 1400 л.с., а также опытные образцы мощностью 1500 л.с. и более при сохранении исходных массо-габаритных параметров.

Словом, по части силовой установки газотурбинные танки и сегодня находятся на уровне современных требований. Для военных главное – грамотно воспользоваться их преимуществами в целях повышения обороноспособности государства.

Обещания Трампа и решения Пентагона

Важность темы газотурбинных танков подчеркнул визит президента США в марте прошлого года на принадлежащее Пентагону предприятие Lima Army Tank Plant. Трамп выбрал удобное время: за пару месяцев до его появления предприятие получило заказ на доработку очередной партии из 174 «абрамсов» до уровня М1А2С (SEP v3). Выступая перед рабочими, он сказал: «В течение следующих трех лет мы инвестируем больше 6 миллиардов долларов в усовершенствование и модификацию танков М-1. Это почти в два раза больше, чем прошлая администрация инвестировала за восемь лет».

По словам Трампа, американская промышленность будет выпускать по одному ОБТ ежедневно. Как это будет реализовано на практике – неясно. Центр танкостроения фирмы «Крайслер» в Детройте, где в течение 1980–1996 годов было выпущено свыше 10 тыс. танков и технологических комплектов для их сборки, давно прекратил свое существование. А предприятие в Лайме фактически является ремонтно-восстановительным центром, специализированным на переделках ранее изготовленных машин с использованием сохранившегося производственного задела и вновь изготовленных элементов. Других действующих танковых производств у США в настоящее время не имеется.

Скорее всего Пентагон пока ограничится модернизацией существующего парка «абрамсов», численность которого оценивается от 6 до 8 тыс. экземпляров (из них более половины – на хранении). Самый современный вариант M1A2C (SEP v3) поступил на испытания пять лет назад, спустя пару лет началось опытная эксплуатация, а первый батальон (бригады «Серые волки» 1-й Кавалерийской дивизии) перевооружился в июле 2020 года.

Поскольку газотурбинный агрегат AGT-1500 показал себя достаточно надежным, проводимые доработки его не затрагивают. И это при том, что в ходе производства и модернизации М-1 потяжелел (в основном за счет дополнительной брони) с 54 до 67 т. Для экономии моторесурса доработанные танки получают вспомогательную силовую установку (ВСУ) либо электрические батареи, способные питать системы танка на протяжении до 10 часов.

Главное направление модернизации – замена оборудования и программного обеспечения. Устанавливаются новые электрооптические приборы, противопожарная защита, радиостанция и тактическая навигационная система Blue Force Tracker, позволяющая экипажам быстрее реагировать на изменяющуюся обстановку и эффективнее координировать свои действия в ходе боя.

Помимо наложенных на корпус и башню дополнительных листов многослойной брони и навешанных по бокам блоков динамической защиты ARAT крайняя модификация М1А2С SEP v3 также оснащается системой активной защиты «Трофи» израильской фирмы «Рафаэль». Система предназначена для перехвата вражеских средств поражения, включая ракеты, снаряды и выстрелы гранатометов. Они уничтожаются в непосредственной близости от защищаемого объекта специальными ядрами, выстреливаемыми двумя пусковыми установками по команде компьютера, обрабатывающего данные с компактной радиолокационной станции EL/M-2133 с четырьмя неподвижными антеннами.

Программы модернизации рассматриваются и странами – импортерами ранних модификаций М-1. Египет, где организована лицензионная сборка из американских техкомплектов, имеет свыше 1360 танков, другие четыре государств (Саудовская Аравия, Кувейт, Марокко и Австралия) – суммарно еще порядка 1000 экземпляров.

Идем своим путем

Работы, выполняемые на исходном Т-80БВ, находившемся в производстве с 1985 по 1992 год, менее затратны по сравнению с американской модернизаций. Тем не менее они позволяют значительно повысить боевой потенциал исходной машины. При этом «Мотобол-2» – не первый вариант отечественной модернизации.

Ранее промышленность в ходе капремонта строевых Т-80БВ выполняла их переделку в вариант Т-80У-Е1 (на вооружении с 2005 года) путем замены штатного боевого отделения на таковое от Т-80УД. Последний вариант представлял собой дизельную модификацию танка, выпускавшуюся Харьковским танковым заводом (газотурбинные Т-80 собирались в Ленинграде и Омске), стоявшую на вооружении российской армии в 90-е годы.

На рубеже веков военное ведомство решило не ремонтировать изношенные дизели украинского производства 6ТД, а снять с изношенных Т-80УД боевое отделение для последующей постановки на шасси Т-80БВ. Благо, что погон башни и привод ее вращения у всех этих танков одинаков.

Башня Т-80УД отличается лучшей броневой защитой, а его боевое отделение – более современное и включает комплекс управления огнем (КУО) 1А45 (1А45–1) вместо 1А33. Он реализует алгоритм наведения управляемых ракет 9М119 «Рефлекс» по лазерному лучу, тогда как его предшественник корректировал траекторию полета 9М112 «Кобра» радиокомандами.

Но этим работы на Т-80У-Е1 не ограничились. В дополнение к штатному силовому агрегату ГТД-1250 (или ГТД-1000, выпускается заводом «Калужский двигатель»), танк получил автономный ВСУ ГТА-18А мощностью 18 кВт. Это решение позволяет экономить моторесурс и при выключенном основном двигателе питать электротоком основные системы танка, включая привод башни и обзорно-прицельное оборудование.

Как показал опыт локальных конфликтов, экипажам ОБТ часто приходится занимать оборону на линии фронта и нести охрану порученного участка. Длительно поддерживать машину в полностью боеготовом состоянии, ожидая атаку противника в условиях вооруженного конфликта низкой интенсивности, бывает утомительно. Поэтому экипажи нередко выключают двигатель. Однако его не всегда удается быстро запустить в случае появления угрозы, и при стремительном нападении на их позицию танкисты не всегда успевают вовремя открыть огонь. Эта проблема решается постановкой ВСУ.

Активный парк газотурбинных танков Российской армии оценивается в полтысячи экземпляров. Самое крупное вооруженное ими соединение – гвардейская Кантемировская дивизия. Ее экипажи неоднократно показывали высокое профессиональное мастерство на различного рода учениях и показательных выступлениях, включая «танковый балет» на Т-80У-Е1.

Принципиальное решение на модернизацию Т-80БВ с доведением их до уровня современных требований, принятое военным ведомством в 2016 году, может привести к возвращению сотен, а может, даже и нескольких тысяч газотурбинных танков со складов долговременного хранения обратно в строй. И пусть это не новая техника, она еще может и должна послужить нашей стране. Благодаря своим качествам газотурбинные танки лучше прочих подходят для защиты северных и дальневосточных территорий, от развития которых во многом будет зависеть будущее России как сверхдержавы.

Жизнь начинается в 40 лет, утверждает известная английская поговорка. Программа модернизации Т-80БВМ, равно как и M-1A2С (SEP v3), подтверждает правоту этих слов применительно к газотурбинным танкам.  

Проекты установки газотурбинных двигателей на танки в Германии 1943-1945.

в Избранноев Избранномиз Избранного 0

В середине 1943 года доктор Альфред Мюллер (Alfred Mueller), работавший инженером в компании Junkers, а затем Heinkel-Hirth над проектами турбореактивных двигателей обратился в Heereswaffenamt с предложением использовать газотурбинные двигатели на немецких танках.
Среди его аргументов главными было гораздо большая мощность на единицу массы у газотурбинных двигателей в сравнении с обычными двигателями внутреннего сгорания.
Что по мнению конструктора позволит за счет увеличения мощности при уменьшении массы добиться лучших скоростных характеристик у танков.

И несмотря на то что газотурбинные двигатели характеризировались большим расходом топлива, тот факт что этим топливом был керосин которого в Германии к концу войны было с избытком стало доводом к развитию этого проекта.

Проблему передачи мощности от турбины к ходовой части изначально планировалось решить с помощью электропередачи (по типу Порше) но от этой идеи отказались из-за дефицита меди. В дальнейшем разрабатывались проекты с гидравлической либо механической передачей.

Газотурбинные двигатели предполагалось устанавливать для испытаний на танки «Пантера» и «Ягдтигр».

Первоначально Мюллер спроектировал установку на базе двигателя Heinkel HeS 011. однако из за ряда технических проблем это проект был отклонен.
Следующим проектом стала установка GT 101

Она предполагала использование газотурбинного двигателя на базе BMW 003 и гидравлическую систему отбора мощности. В двигатели были применены вращающиеся форсунки позволявшие ему работать на плохо очищенном топливе.

Отработанные газы выбрасывались в атмосферу через большой диффузор расположенный в корме танка, что во-первых существенно снижало защищенность кормы, в во-вторых делало некомфортным пребывание пехоты рядом с кормой танка.

Гидравлическая автоматическая коробка передач была изготовлена компанией Zahnradfabrik of Friedrichshafen имела двенадцать скоростей и электронное автоматизированное управление. На полных оборотах турбины — 14000 оборотов в минуту, сам двигатель также выступал как огромный маховик, накапливая значительную энергию и обеспечивая за счет этого прекрасные ходовые характеристики. С точки зрения мощности и энерговооруженности GT 101 было удивительно эффективным. Его суммарная мощность составляла 3750 л.с., из которых 2600 л.с. из которых уходило на работу компрессора, а 1150 л.с. уходило на коробку передач. При этом вес двигательной установки в сборе составлял 450 кг (без коробки передач). Для сравнения двигатель Maybach HL230 P30 при мощности 620 л.с. имел вес — 1200 кг.

При этом с двигателем Maybach HL230 P30 танк Пантера имел удельную мощность около 13,5 л.с. / т, а с GT 101 этот показатель составил бы 27 л.с. / т, — существенно обгоняя по этому показателю любой танка Второй мировой войны.

Т-34 – около 17 л.с. / тонну
Шерман – около 13 л.с. / тонну

Естественным недостатком системы был огромный расход топлива, что заставляло искать место внутри бронекорпуса для размещения дополнительных топливных баков.

Продолжая работы над GT 101, Мюллер создал еще один проект позволявший решить проблему с отводом отработанных газов . Новый проект был утвержден в декабре 1944 г.

И получил обозначение GT 102.

Основная конструктивная идея GT 102 был в разделении агрегатов компрессора и основного двигателя. Соответственно размеры по сравнению с GT 101 уменьшились. Более короткий двигатель устанавливался поперечно в верхней части моторного отсека пантеры, в более широкой области над гусеницами, соответственно изменилась конструкция верхней части МТО танка. Силовая установка размещалась полностью в заброневом пространстве и конструкция не имела элементов ослабляющих защищенность кормовой части танка. Кроме того за счет более компактного размещения в МТО появилось пространство для дополнительных топливных баков. Запас топлива повысился до 1400 литров что позволило достигнуть запаса хода аналогичного для танков с бензиновым двигателем.

В целях дальнейшего улучшения компоновки МТО конструкция установки GT 102 была несколько изменена — новая конструкция получила название GT 102 Ausf. 2.

По сравнению с GT 102, GT 102Ausf. 2. имел более компактный компрессор, а сам двигатель имел большую длину и поворотные форсунки от GT 101 – что обеспечивало работу на низкосортном топливе.

Большая часть энергопотерь газотурбинного двигателя приходиться на горячий выхлоп. Для того чтобы вернуть часть этой энергии, можно использовать горячий выхлоп для предварительного нагрева воздуха после компрессора, прежде чем она поступает в камеру сгорания, используя теплообменник. Данный принцип используют двигатели с рекуператорами.

Инженер W. Hryniszak из компании Asea Brown Boveri разработал рекуператор для установки GT 102 – установка с рекуператором получила название GT 103

Рекуператор представлял из себя пористый керамический цилиндр.

Применение рекуператора по оценкам позволяла достичь 30% экономии топлива.

Все эти проектные работы были свернуты в связи с окончанием войны.

Вот так могли выглядеть танки Пантера оснащенные газотурбинными двигателями.

(модели Дж. С. Карбонел)

Более подробно об этих двигателях вы можете прочитать в книге
«German Jet Engine and Gas Turbine Development 1930-1945» Antony L. Kay.

http://shushpanzer-ru.livejournal.com/1554404.html

 

Турбинный двигатель M1 Abrams демонстрирует многие особенности газовых турбин

　

Основной боевой танк армии США M1 Abrams является
единственный в мире серийный наземный автомобиль с турбинным двигателем.
решение использовать газовые турбины в качестве источника питания основного боевого танка
был сделан в условиях, когда применение газовых турбин к танку считалось дикой схемой во всем мире. В
В Советском Союзе основной боевой танк Т80 принял газовую турбину в качестве основной.
источник питания, но вышел из строя и следующее поколение T90 был оснащен дизелями.
Таким образом, основной боевой танк M1 Abrams является эффективным материалом для
понять особенность газовой турбины как мощность наземного транспортного средства
источник

АГТ1500 газ
двигатель с турбиной

Этот двигатель был разработан Textron Lycoming,
на основе технологии турбины для двигателей тяжелых грузовиков.

Двигатель был
предназначен для управления транспортными средствами напрямую, а не электрически. Двигатель имел
различные особенности использования воздуха. Названный как TF15, он был коммерческим
доступны для промышленного использования и уже сняты с производства подробнее
чем 10 лет назад. Так что много информации доступно, несмотря на
военные двигатели.

Конструкция двигателя несколько сложная,
имеющий три оси.

Для снижения расхода топлива теплообменник (рекуператор)
оборудован. Он собирает тепловую энергию от
выхлоп и отдает эту энергию сжатому воздуху от компрессора
и уменьшает топливо, чтобы нагреть этот воздух.
Расход воздуха в двигателе такой
следует. Поглощенный воздух сначала сжимается под низким давлением.
компрессора (LC), а затем направляется в компрессор высокого давления (HC). Здесь нет
интеркуллер между ними. Степень сжатия воздуха 13,3 и
воздух направляется в теплообменник (X) и нагревается за счет энергии
выхлопной газ. Затем топливо впрыскивается и смешивается в камере сгорания.
(В) и сгорел. Воздух получает высокую энергию для вращения первой
турбина (ВТ).
Эта энергия вращения используется для вращения компрессора высокого давления.
упомянутый ранее. Вспомогательная мощность для производства электроэнергии и
сжатый воздух вырабатывается этой турбиной. Все еще богатые энергией сожжены
газы идут к следующей турбине (LT), которая вращает компрессор низкого давления.
Эти две турбины являются одноступенчатыми с осевым потоком, а лопасти турбины
охлажденный. Далее газы поступают в направляющий аппарат, снабженный
с изменяемой геометрией, установленной непосредственно перед силовой турбиной (ПТ). Направление
газов правильно направляется этим направляющим аппаратом, чтобы дать энергию
силовая турбина. Силовая турбина двухступенчатая осевая, не имеет
системы охлаждения, так как на этом этапе температура газов уже
пониженный. Наконец, газы поступают в теплообменник, чтобы отдать энергию
сжатым воздухом, а затем исчерпаны.

Этот двигатель имеет тактический холостой ход
режим, специфичный для боевых машин. В этом режиме двигатель работает на холостом ходу
более высокие обороты. Это функция компенсации плохой реакции газа.
турбины. Требуется 4 секунды, чтобы произвести 90% мощности от обычного холостого хода.
Эта задержка может оказаться фатальной для боевых машин. Если высокие обороты холостого хода
сохраняется, время раскрутки компрессоров сокращается, а затем
задержка нарастания крутящего момента сокращается. Упомянутый выше направляющий аппарат служит для
снизить тепловую нагрузку приводного механизма, установив направляющий аппарат в качестве
нейтральное положение.
высокая скорость холостого хода вызывает увеличение расхода топлива, но срок службы
нельзя обменять на экономию топлива.

 

Двигатель весит 1134 кг (сухой)
1,629 м в длину, 0,991 м в ширину и 0,807 м в высоту и производит
1500 лошадиных сил. Размер сравнительно больше и в 5 раз
тяжелее, чем авиационные газовые турбины того же поколения. Это потому что
AGT1500 имеет встроенные редукторы и теплообменник по всему периметру.
турбоагрегат, как показано на схеме выше.
Этот теплообменник снижает коэффициент расхода топлива до 226 г/л.с./ч,
тепловой КПД составляет 28%. В обычном режиме холостого хода расходуется 32 кг топлива на одну
час. Топливные характеристики этого двигателя намного лучше, чем у CT58.
установлен на kiha391. Особенно на холостом ходу AGT1500 потребляет почти половину
CT58, несмотря на то, что его мощность в 1,5 раза выше. Конечно в тактическом
на холостом ходу расходует около 100 кг в час, в три раза больше топлива
необходимо, чем в обычном режиме ожидания.

Трансмиссия

M1 Abrams имеет 4 ступени вперед и 2
ступенчатая реверсивная передача с гидротрансформатором, используемым в качестве гидравлического
связь. Чтобы использовать преимущество крутящего момента свободной турбины,
использование гидротрансформатора ограничено и используется режим блокировки. Дизель
танки обычно имеют 8 передач, а современные танки с гидравлическим приводом имеют 4 передачи.
до 6 передач. Дизелям требуется много передач, чтобы компенсировать их низкую скорость.
крутящего момента на малых оборотах и ​​зависят от гидротрансформатора в широком диапазоне
скорость. После обхода гидротрансформатора механизмом блокировки плоскость
или выпуклая вверх характеристика крутящего момента дизелей все же недостаточна для
приведение в движение наземных транспортных средств. Следующий
схема показывает преимущество крутящего момента свободной турбины по сравнению с турбо
заправленный дизель. AGT1500 имеет меньшую производительность, чем MTU883, но поддерживает
превосходство в широком диапазоне скоростей.

Реальная производительность

В то время большая часть автомобильной промышленности
отказ от использования газовых турбин в качестве движущей силы. Почему
Армия США решила производить основной боевой танк с турбинным двигателем? Там
должны быть преимущества, чтобы выбрать бак турбины вместо стандартного
дизельный бак. Ходили слухи, что решение было принято политически.
помочь Chrysler, находившемуся в серьезном финансовом затруднении.

Расход топлива был
важный вопрос. М1 Абрамс дал ходящему сору всего 255 метров,
значительно короче дизельных танков типа Леопард 2 (330 метров). Этот
значение было дано крейсерской скоростью на высокой скорости. Во время операции
Буря в пустыне, значение уменьшено до 142 метров до сора.
путешествуя, это может быть в два раза хуже, чем дизеля. Леопард 2 потребляется
12 кг топлива в час на холостом ходу. С другой стороны, AGT1500
потребляли в 2,5 раза больше топлива, чем дизели. Холостой ход занял бы большое
часть времени эксплуатации танка и прогнозировалось, что огромное
количество топлива, необходимое для работы. В течение
операции продвижение танковых войск ограничивалось скоростью
заправочных грузовиков.

Что получила взамен армия США
за этот серьезный недостаток?
Первым было непревзойденное ускорение турбины. Свет турбины
Особенности веса и крутящего момента придавали танку высокую подвижность.
Второй была скрытая функция турбины. Вращение и
функция непрерывного горения значительно снижает сильные шумы,
характерные для дизелей вибрации и заметные выхлопные газы. Так
что М1
Абрамса прозвали «Шепчущей смертью». турбины
чистый выхлоп и низкий уровень шума также дали гораздо более комфортную среду для
солдаты во время марша с танком. Невидимые выхлопы турбины были
также обнадеживает на полях сражений.

В-третьих, простота обслуживания. Компактный и легкий вес
Блок питания мог быть легко заменен и имел низкую частоту отказов. Двигатель
может легко запускаться в условиях охлаждения без прогрева
операция.
А вот по выхлопу были проблемы. Высокая температура,
большое количество выхлопных газов излучали инфракрасные сигналы и были
привлекательная цель для ракет с инфракрасным наведением. Пехота, шедшая сразу за танком, должна избегать их.
горячие газы и убраться из выпускного отверстия. Направляющая выхлопа была
оборудованный в последнее время, чтобы уменьшить этот дефект.

Следующее видео хорошо показывает
особенности газовых турбин, такие как шумы, отклики и выхлопы, когда
используется в качестве источника питания автомобиля с механизмом прямого привода.
высокий уровень выполнения технологии намного превосходит
модель kiha 391 разработана Японскими национальными железными дорогами. Было бы естественно, если бы разница в масштабе обоих
рассматриваются проекты.

 

Следующее видео также хорошо показывает
Характеристики газотурбинного автомобиля с прямым приводом. Меньший газ мощностью 550 л.с.
турбина без глушителя была установлена ​​в Porsche 928 и показал производительность относительно
плохой ответ для автомобильного использования.

Источники движущей силы конкурентов
много раз бросал вызов турбинам. Гонка на расход топлива 3700 км
проходил в Швеции в 1994 году. Как и ожидалось, Leopard2 закончил гонку
потребляя топлива меньше половины M1 Abrams. GE предложила дизель MT883
вариант танка М1 на экспорт. Но армия США поручила GE разработать
газовых турбин следующего поколения, а GE разработала газовую турбину LV-100 для
основные боевые танки и артиллерийские машины Crusader. Из-за финансовых
проблема США, серийное производство двигателя не
еще начал.

компьютерное моделирование «Доступна ли силовая установка M1 Abrams?» хорошо раскрывает
их особенности на железной дороге. Это может быть применено к боевым танкам.

Гибридно-электрический гибридный привод?

Кажется, армия США
особенно о наземном транспортном средстве с турбинным двигателем. Нет другой страны до сих пор
принял эту систему. Армия и флот США проявили большой интерес к
электрическая двигательная установка и компактный генератор перед. В качестве
упоминается на странице ALPS Project, высокая скорость
генератор устраняет многие неисправности газовых турбин, особенно в полевых условиях
что требует высокой производительности. ЛВ-100 и ЛВ-50 предназначены для следующих
боевые машины поколения, и они могут напрямую соединяться с высокой скоростью
генераторы. США могут планировать электрификацию наземных транспортных средств.

　

Перейти к началу этой страницы

Применение газовых турбин в военной технике | Военная вики

«Микротурбина» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о турбинах в электричестве, см. Ветряная турбина . Чтобы узнать о турбинах в целом, см. Турбина .

Примеры конфигураций газовых турбин: (1) турбореактивный, (2) турбовинтовой, (3) турбовальный (электрогенератор), (4) ТРДД большой двухконтурности, (5) ТРДД малой двухконтурности с дожиганием.

А газовая турбина , также называемая турбиной внутреннего сгорания , представляет собой тип двигателя внутреннего сгорания. Он имеет расположенный выше по потоку вращающийся компрессор, соединенный с расположенной ниже по потоку турбиной, и камеру сгорания между ними.

Основная работа газовой турбины аналогична работе паровой электростанции, за исключением того, что вместо воды используется воздух. Свежий атмосферный воздух проходит через компрессор, который доводит его до более высокого давления. Затем энергия добавляется путем распыления топлива в воздух и его воспламенения, так что при сгорании образуется высокотемпературный поток. Этот высокотемпературный газ высокого давления поступает в турбину, где расширяется до давление выхлопа , в результате чего вал работает . Работа вала турбины используется для привода компрессора и других устройств, таких как электрический генератор, который может быть соединен с валом. Энергия, которая не используется для работы вала, выходит в выхлопных газах, поэтому они имеют либо высокую температуру, либо высокую скорость. Назначение газовой турбины определяет конструкцию, чтобы максимально использовать наиболее желательную форму энергии. Газовые турбины используются для питания самолетов, поездов, кораблей, электрических генераторов и даже танков. ^[1]

Содержание

• 1 История
• 2 Принцип действия
• 3 Типы газовых турбин
  • 3.1 Реактивные двигатели
  • 3.2 Турбовинтовые двигатели
  • 3.3 Авиационные газовые турбины
• 4 Газовые турбины наземных транспортных средств
  • 4.1 Резервуары
  • 4.2 Морское применение
    • 4.2.1 Военно-морской флот
• 5 Достижения в области технологий
• 6 Преимущества и недостатки газотурбинных двигателей
  • 6.1 Преимущества газотурбинных двигателей
  • 6.2 Недостатки газотурбинных двигателей
• 7 Каталожные номера
• 8 Дополнительная литература
• 9 Внешние ссылки

История

Теория работы

Газы, проходящие через идеальную газовую турбину, подвергаются трем термодинамическим процессам. Это изоэнтропическое сжатие, изобарическое (постоянное давление) горение и изоэнтропическое расширение. Вместе они составляют цикл Брайтона.

В практической газовой турбине газы сначала ускоряются либо в центробежном, либо в осевом компрессоре. Затем эти газы замедляются с помощью расширяющегося сопла, известного как диффузор; эти процессы повышают давление и температуру потока. В идеальной системе это изоэнтропия. Однако на практике энергия теряется в виде тепла из-за трения и турбулентности. Затем газы проходят из диффузора в камеру сгорания или аналогичное устройство, где добавляется тепло. В идеальной системе это происходит при постоянном давлении (изобарический подвод тепла). Поскольку давление не меняется, удельный объем газов увеличивается. В практических ситуациях этот процесс обычно сопровождается небольшой потерей давления из-за трения. Наконец, этот больший объем газов расширяется и ускоряется направляющими лопатками сопла, прежде чем энергия будет извлечена турбиной. В идеальной системе эти газы изоэнтропически расширяются и выходят из турбины под своим первоначальным давлением. На практике этот процесс не является изоэнтропическим, так как энергия снова теряется на трение и турбулентность.

Если устройство предназначено для привода вала, как в случае с промышленным генератором или турбовинтовым двигателем, выходное давление будет максимально приближено к давлению на входе. На практике необходимо, чтобы на выходе оставалось некоторое давление, чтобы полностью удалить выхлопные газы. В случае реактивного двигателя из потока извлекается только достаточное давление и энергия для привода компрессора и других компонентов. Остальные газы под высоким давлением ускоряются, образуя струю, которую можно использовать, например, для приведения в движение самолета.

Цикл Брайтона

Как и во всех циклических тепловых двигателях, более высокие температуры сгорания могут обеспечить большую эффективность. Однако температуры ограничены способностью стали, никеля, керамики или других материалов, из которых состоит двигатель, выдерживать высокие температуры и нагрузки. Для борьбы с этим многие турбины оснащены сложными системами охлаждения лопаток.

Как правило, чем меньше двигатель, тем выше должна быть скорость вращения вала (валов) для поддержания максимальной скорости. Скорость конца лопатки определяет максимальное соотношение давлений, которое может быть достигнуто турбиной и компрессором. Это, в свою очередь, ограничивает максимальную мощность и КПД, которые может получить двигатель. Чтобы скорость острия оставалась постоянной, если диаметр ротора уменьшить вдвое, скорость вращения должна удвоиться. Например, большие реактивные двигатели работают со скоростью около 10 000 об/мин, а микротурбины вращаются со скоростью 500 000 об/мин. ^[8]

Механически газовые турбины могут быть значительно менее сложными, чем поршневые двигатели внутреннего сгорания. Простые турбины могут иметь одну движущуюся часть: узел вала/компрессора/турбины/альтернативного ротора (см. изображение выше), не считая топливной системы. Однако требуемая точность изготовления компонентов и термостойких сплавов, необходимых для высокой эффективности, часто делают конструкцию простой турбины более сложной, чем поршневые двигатели.

Более сложные турбины (такие, как в современных реактивных двигателях) могут иметь несколько валов (золотников), сотни лопаток турбины, подвижные лопатки статора и обширную систему сложных трубопроводов, камер сгорания и теплообменников.

Типы газовых турбин

Реактивные двигатели

Ошибка при создании эскиза:

Типичный осевой газотурбинный турбореактивный двигатель J85 в разрезе для демонстрации. Поток слева направо, многоступенчатый компрессор слева, камеры сгорания в центре, двухступенчатая турбина справа.

Воздушно-реактивные двигатели представляют собой газовые турбины, оптимизированные для создания тяги за счет выхлопных газов или канальных вентиляторов, соединенных с газовыми турбинами. Реактивные двигатели, которые создают тягу за счет прямого импульса выхлопных газов, часто называют турбореактивными двигателями, тогда как те, которые создают тягу с добавлением канального вентилятора, часто называют турбовентиляторными или (реже) вентиляторными реактивными двигателями.

Газовые турбины также используются во многих ракетах на жидком топливе. Газовые турбины используются для питания турбонасоса, позволяющего использовать легкие баки низкого давления, что значительно экономит сухую массу.

Турбовинтовые двигатели

Турбовинтовой двигатель представляет собой тип газотурбинного двигателя, который приводит в движение внешний воздушный винт с помощью редуктора. Турбовинтовые двигатели обычно используются на небольших дозвуковых самолетах, но на некоторых крупных военных и гражданских самолетах, таких как Airbus A400M, Lockheed L-188 Electra и Туполев Ту-95 также использовали турбовинтовые двигатели.

Авиационные газовые турбины

Файл:GaTurbineBlade.svg

Схема лопатки турбины высокого давления

Авиационные производные также используются в производстве электроэнергии благодаря их способности отключаться и реагировать на изменения нагрузки быстрее, чем промышленные машины. Они также используются в морской промышленности для снижения веса. General Electric LM2500, General Electric LM6000, Rolls-Royce RB211 и Rolls-Royce Avon являются распространенными моделями машин этого типа. 9

Ровер JET1 1950 года выпуска

Файл:STP Turbine.jpg показана газовая турбина Pratt & Whitney.

Файл:Howmet TX Daytona.jpg

Howmet TX 1968 года выпуска, единственный гоночный автомобиль с турбинным двигателем, выигравший гонку.

Газовые турбины часто используются на кораблях, локомотивах, вертолетах, танках и, в меньшей степени, на автомобилях, автобусах и мотоциклах.

Ключевое преимущество реактивных и турбовинтовых двигателей для движения самолетов — их превосходные характеристики на большой высоте по сравнению с поршневыми двигателями, особенно без наддува, — не имеет значения в большинстве автомобильных приложений. Их преимущество в мощности к весу, хотя и менее критично, чем для самолетов, все же важно.

Газовые турбины представляют собой мощный двигатель в очень маленьком и легком корпусе. Однако они не так отзывчивы и эффективны, как небольшие поршневые двигатели, в широком диапазоне оборотов и мощностей, необходимых для транспортных средств. В серийных гибридных транспортных средствах, поскольку приводные электродвигатели механически отделены от двигателя, вырабатывающего электроэнергию, проблемы с реагированием, низкой производительностью на низкой скорости и низкой эффективностью при низкой мощности имеют гораздо меньшее значение. Турбина может работать на скорости, оптимальной для ее выходной мощности, а батареи и суперконденсаторы могут подавать энергию по мере необходимости, при этом двигатель включается и выключается, чтобы он работал только с высокой эффективностью. Появление бесступенчатой ​​трансмиссии также может решить проблему отзывчивости.

Танки

Морские пехотинцы из 1-го танкового батальона загружают многотопливную турбину Honeywell AGT1500 обратно в танк в лагере Койот, Кувейт, февраль 2003 г. газотурбинных двигателей для танков с середины 1944 г. Первые газотурбинные двигатели, использовавшиеся для боевой бронированной машины GT 101, были установлены на танке «Пантера». ^[9]
Второе применение газовой турбины на боевой бронированной машине было в 19 г. 54, когда блок PU2979, специально разработанный для танков компанией C.A. Parsons & Co., был установлен и опробован на британском танке Conqueror. ^[10] Stridsvagn 103 был разработан в 1950-х годах и стал первым серийным основным боевым танком с газотурбинным двигателем. С тех пор газотурбинные двигатели использовались в качестве ВСУ на некоторых танках и в качестве основных силовых установок, в частности, на советских/российских Т-80 и американских танках M1 Abrams. Они легче и меньше дизелей при той же устойчивой выходной мощности, но модели, установленные на сегодняшний день, менее экономичны, чем эквивалентные дизели, особенно на холостом ходу, поскольку для достижения той же боевой дальности требуется больше топлива. В последующих моделях M1 эта проблема была решена с помощью аккумуляторных батарей или вторичных генераторов для питания систем танка в неподвижном состоянии, что позволило сэкономить топливо за счет уменьшения необходимости холостого хода главной турбины. На Т-80 можно установить три больших внешних топливных бака для увеличения радиуса действия. Россия прекратила производство Т-80 в пользу дизельного Т-9.0 (на базе Т-72), а Украина разработала дизельные Т-80УД и Т-84 мощностью, близкой к газотурбинному танку. Дизельная силовая установка французского танка Leclerc оснащена гибридной системой наддува Hyperbar.
где турбонагнетатель двигателя полностью заменен небольшой газовой турбиной, которая также работает как вспомогательный турбонагнетатель выхлопных газов дизельного двигателя, позволяя регулировать уровень наддува независимо от оборотов двигателя и достигать более высокого пикового давления наддува (чем с обычными турбонагнетателями). Эта система позволяет использовать меньший рабочий объем и более легкий двигатель в качестве силовой установки танка и эффективно устраняет турбояму. Эта специальная газовая турбина/турбокомпрессор также может работать независимо от основного двигателя как обычная ВСУ.

Турбина теоретически надежнее и проще в обслуживании, чем поршневой двигатель, поскольку она имеет более простую конструкцию с меньшим количеством движущихся частей, но на практике детали турбины изнашиваются быстрее из-за их более высоких рабочих скоростей. Лопасти турбины очень чувствительны к пыли и мелкому песку, поэтому при работе в пустыне воздушные фильтры необходимо устанавливать и менять несколько раз в день. Неправильно установленный фильтр, а также пуля или осколок снаряда, пробившие фильтр, могут повредить двигатель. Поршневые двигатели (особенно с турбонаддувом) также нуждаются в хорошо обслуживаемых фильтрах, но они более устойчивы, если фильтр выходит из строя.

Как и большинство современных дизельных двигателей, используемых в танках, газовые турбины обычно являются многотопливными двигателями.

Морское применение

Военно-морской флот

Файл:Газовая турбина от MGB 2009.jpg

Газовая турбина от MGB 2009

Газовые турбины используются на многих военно-морских судах, где они ценятся за их высокую удельную мощность и высокую производительность. результирующее ускорение кораблей и способность быстро тронуться с места.

Первым военным кораблем с газотурбинным двигателем стал Motor Gun Boat 9 Королевского флота. 0190 MGB 2009 (ранее MGB 509 ) переоборудован в 1947 году. Metropolitan-Vickers оснастила свой реактивный двигатель F2/3 силовой турбиной. Паровой артиллерийский катер Grey Goose был переоборудован под газовые турбины Rolls-Royce в 1952 году и эксплуатировался в этом качестве с 1953 года. первые корабли, созданные специально для газотурбинных двигателей. ^[12]

Первыми крупными кораблями с частично газотурбинными двигателями были фрегаты Королевского флота Type 81 (Tribal class) с комбинированными парогазовыми силовыми установками. Первый, HMS Ashanti был введен в строй в 1961 году.

В 1961 году ВМС Германии спустили на воду первый фрегат класса Köln с двумя газовыми турбинами Brown, Boveri & Cie и первой в мире комбинированной дизель-газовой двигательной установкой.

Военно-морской флот Дании имел 6 торпедных катеров Søløven класса (экспортная версия британского быстроходного патрульного катера класса Brave) на вооружении с 1965 по 1990 год, на которых было 3 морских газовых турбины Bristol Proteus (позже RR Proteus) мощностью 9 510 кВт. (12 750 л.с.) вместе, а также два дизельных двигателя General Motors мощностью 340 кВт (460 л.с.) для лучшей экономии топлива на более низких скоростях. ^[13] Они также произвели 10 торпедных катеров / ракетных катеров класса Willemoes (находившихся на вооружении с 1974 по 2000 г.), на которых было установлено 3 газовых турбины Rolls Royce Marine Proteus мощностью 9 510 кВт (12 750 л.с.), такие же, как на катерах класса Søløven. и 2 дизельных двигателя General Motors мощностью 600 кВт (800 л. с.), а также для улучшения экономии топлива на малых скоростях. ^[14]

В период с 1966 по 1967 год ВМС Швеции произвели 6 торпедных катеров класса Spica с 3 турбинами Bristol Siddeley Proteus 1282, каждая мощностью 3210 кВт (4300 л.с.). Позже к ним присоединились 12 модернизированных кораблей класса Norrköping с теми же двигателями. С заменой кормовых торпедных аппаратов на противокорабельные ракеты они служили ракетными катерами, пока последний не был списан в 2005 г. ^[15]

В 1968 году ВМС Финляндии ввели в эксплуатацию два корвета класса Turunmaa, Turunmaa и Karjala. Они были оснащены одной газовой турбиной Rolls-Royce Olympus TMB3 мощностью 16 410 кВт (22 000 л.с.) и тремя морскими дизелями Wärtsilä для более низких скоростей. Это были самые быстрые корабли финского флота; они регулярно развивали скорость 35 узлов, а на ходовых испытаниях — 37,3 узла. Турунмаас был погашен в 2002 году. Karjala сегодня является кораблем-музеем в Турку, а Turunmaa служит плавучим механическим цехом и учебным судном для политехнического колледжа Сатакунта.

Следующей серией крупных военно-морских кораблей были четыре канадских вертолетоносца класса Iroquois, впервые введенных в строй в 1972 году. Они использовали 2 главных маршевых двигателя ft-4, 2 маршевых двигателя ft-12 и 3 генератора Solar Saturn мощностью 750 кВт.

Первым судном с газотурбинным двигателем в США был катер Point Thatcher Береговой охраны США, введенный в эксплуатацию в 1961 году и оснащенный двумя турбинами мощностью 750 кВт (1000 л. с.) с гребными винтами с регулируемым шагом. ^[16] Более крупные Hamilton класса High Endurance Cutters были первым классом более крупных резаков, в которых использовались газовые турбины, первая из которых (USCGC Hamilton ) была введена в эксплуатацию в 1967 году. С тех пор они приводили в действие Фрегаты ВМС США Perry класса , Spruance класса и Arleigh Burke класса , а также Ticonderoga класса ракетных крейсеров. USS Makin Island , модифицированный Wasp 9019Десантный корабль класса 1 станет первым десантным кораблем ВМФ с газотурбинным двигателем.
Судовая газовая турбина работает в более агрессивной атмосфере из-за присутствия морской соли в воздухе и топливе и использования более дешевого топлива.

Достижения в области технологий

Технология газовых турбин неуклонно развивалась с момента ее создания и продолжает развиваться. В разработке активно производятся как газовые турбины меньшего размера, так и более мощные и экономичные двигатели. Этим достижениям способствует компьютерное проектирование (в частности, CFD и анализ методом конечных элементов) и разработка передовых материалов: базовых материалов с превосходной жаропрочностью (например, монокристаллические суперсплавы, которые демонстрируют аномалию предела текучести) или термобарьерных покрытий, которые защищают структурный материал от все более высоких температур. Эти усовершенствования обеспечивают более высокие степени сжатия и температуры на входе в турбину, более эффективное сгорание и лучшее охлаждение деталей двигателя.

Эффективность простого цикла ранних газовых турбин была практически удвоена за счет промежуточного охлаждения, регенерации (или рекуперации) и повторного нагрева. Эти улучшения, конечно же, достигаются за счет увеличения первоначальных и эксплуатационных затрат, и они не могут быть оправданы, если снижение затрат на топливо не компенсирует увеличение других затрат. Относительно низкие цены на топливо, общее желание отрасли минимизировать затраты на установку и огромное увеличение эффективности простого цикла примерно до 40 процентов не оставляли желания выбирать эти модификации. ^[17]

Что касается выбросов, то задача состоит в том, чтобы повысить температуру на входе в турбину и в то же время снизить пиковую температуру пламени, чтобы добиться более низких выбросов NOx и соответствовать последним нормам выбросов. В мае 2011 года компания Mitsubishi Heavy Industries достигла температуры на входе в турбину 1600 °C на газовой турбине мощностью 320 МВт и 460 МВт на установках для выработки электроэнергии с комбинированным циклом, в которых общий тепловой КПД превышает 60 %. ^[18]

Фольговые подшипники, соответствующие требованиям, были коммерчески внедрены в газовые турбины в 1990-х годах. Они могут выдерживать более ста тысяч циклов пуска/останова и устраняют необходимость в масляной системе. Применение микроэлектроники и технологии переключения мощности позволило разработать коммерчески жизнеспособное производство электроэнергии с помощью микротурбин для распределения и движения транспортных средств.

Преимущества и недостатки газотурбинных двигателей

Ссылка на этот раздел: ^[19]

Преимущества газотурбинных двигателей

• Очень высокая удельная мощность по сравнению с поршневыми двигателями;
• Меньше, чем у большинства поршневых двигателей той же номинальной мощности.
• Движется только в одном направлении с гораздо меньшей вибрацией, чем поршневой двигатель.
• Меньше движущихся частей, чем в поршневых двигателях.
• Более высокая надежность, особенно в приложениях, где требуется устойчивая высокая выходная мощность
• Отработанное тепло почти полностью рассеивается в выхлопе. Это приводит к высокотемпературному выхлопному потоку, который очень удобен для кипячения воды в комбинированном цикле или для когенерации.
• Низкое рабочее давление.
• Высокие рабочие скорости.
• Низкая стоимость и расход смазочного масла.
• Может работать на самых разных видах топлива.
• Очень низкий уровень токсичных выбросов CO и HC благодаря избытку воздуха, полному сгоранию и отсутствию «гашения» пламени на холодных поверхностях

Недостатки газотурбинных двигателей

• Очень высокая стоимость
• Менее эффективен, чем поршневые двигатели на холостом ходу
• Более длительный запуск, чем у поршневых двигателей
• Меньшая чувствительность к изменениям потребляемой мощности по сравнению с поршневыми двигателями
• Характерный вой трудно подавить

Ссылки

1. ↑ Введение в инженерную термодинамику , Ричард Э. Зоннтаг, Клаус Борргнакке, 2007. Проверено 13 марта 2013 г.
2. ↑ «Лаборатория газовых турбин Массачусетского технологического института». Web.mit.edu. 1939-08-27. http://web.mit.edu/aeroastro/labs/gtl/early_GT_history.html. Проверено 13 августа 2012 г. .
3. ↑ «Патент US0635919». Freepatentsonline.com. http://www.freepatentsonline.com/0635919.pdf. Проверено 13 августа 2012 г. .
4. ↑ «История — биографии, достопримечательности, патенты». КАК Я. 10 марта 1905 г. http://www.asme.org/Communities/History/Resources/Curtis_Charles_Gordon.cfm. Проверено 13 августа 2012 г. .
5. ↑ ^{5.0 5.1} Лейес, стр. 231-232.
6. ↑ «Университет Бохума», журнал In Touch, 2005 г., стр. 5 (PDF) . http://www.ruhr-uni-bochum.de/fem/pdf/in-touch-magazin2005.pdf. Проверено 13 августа 2012 г. .
7. ↑ Эккардт, Д. и Руфли, П. «Передовые технологии газовых турбин — ABB / BBC History First», ASME J. Eng. Газовая турбина. Власть, 2002, с. 124, 542-549
8. ↑ Воманс, Т. ; Влёгельс, П.; Пирс, Дж.; Аль-Бендер, Ф.; Рейнартс, Д. (2006). «Ротородинамическое поведение ротора микротурбины на воздушных подшипниках: методы моделирования и экспериментальная проверка, стр. 182» (PDF) . Международная конференция по шумовой и вибрационной инженерии. http://www.isma-isaac.be/publications/PMA_MOD_publications/ISMA2006/181-198.pdf. Проверено 7 января 2013 г. .
9. ↑ Кей, Энтони, Разработка немецких реактивных двигателей и газовых турбин, 1930–1945 , Airlife Publishing, 2002 г.
10. ↑ Ричард М. Огоркевич, Jane’s — The Technology of Tanks , Информационная группа Джейн, стр. 259
11. ↑ Ошибка Lua в package.lua в строке 80: модуль «Module:Citation/CS1/Configuration» не найден.
12. ↑ «Первая морская газовая турбина, 1947 год» . Scienceandsociety.co.uk. 23 апреля 2008 г. http://www.scienceandsociety.co.uk/results.asp?image=10421693. Проверено 13 августа 2012 г.
13. ↑ Торпедный катер класса Søløven, 1965 г.
14. ↑ Торпедный/ракетный катер класса Willemoes, 1974 г.
15. ↑ Быстрый ракетный катер
16. ↑ «Веб-сайт историка береговой охраны США, USCGC »Point Thatcher» (WPB-82314)» (PDF) . http://www.uscg.mil/history/webcutters/Point_Thatcher.pdf. Проверено 13 августа 2012 г. .
17. ↑ Ченгель, Юнус А. и Майкл А. Боулс. «9-8». Термодинамика: инженерный подход. 7-е изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2011. 510. Печать.
18. ↑ «MHI достигает температуры на входе в турбину 1600 ° C при испытательной эксплуатации газовой турбины серии J с самым высоким в мире тепловым КПД» . Мицубиси Хэви Индастриз. 26 мая 2011 г. http://www.mhi.co.jp/en/news/story/1105261435.html.
19. ↑ Брейн, Маршалл (01.04.2000). «Как это работает». Science.howstuffworks.com. http://science.howstuffworks.com/turbine2.htm. Проверено 13 августа 2012 г. .

Дополнительная литература

• Стационарные газовые турбины внутреннего сгорания, включая масло и систему контроля превышения скорости, описание
• «Технология авиационных газотурбинных двигателей» Ирвина Э. Тригера, почетного профессора Университета Пердью, Макгроу-Хилл, отделение Гленко, 1979 г., ISBN 0-07-065158-2 .
• «Теория газовых турбин» Е.И.В. Сараванамуттоо, GFC Роджерс и Х. Коэн, Pearson Education, 2001, 5-е изд., ISBN 0-13-015847-X.
• Ошибка Lua в package.lua в строке 80: модуль «Module:Citation/CS1/Configuration» не найден.
• Р. М. «Фред» Клаасс и Кристофер ДеллаКорте, «В поисках безмасляных газотурбинных двигателей», Технические документы SAE, № 2006-01-3055, доступно по адресу: http://www.sae.org/technical/papers /2006-01-3055.
• «Модели реактивных двигателей» Томаса Кампса ISBN 0-9510589-9-1 Публикации Traplet
• Авиационные двигатели и газовые турбины , второе издание Джека Л. Керреброка, MIT Press, 1992, ISBN 0-262-11162-4 .
• «Судебно-медицинское расследование происшествия с газовой турбиной [1]», Джон Моллой, M&M Engineering
• «Производительность газовой турбины, 2-е издание» Филипа Уолша и Пола Флетчера, Wiley-Blackwell, 2004, ISBN 978-0-632-06434-2 http://eu. wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-063206434X. HTML

Внешние ссылки

• Использование газовых турбин в военной технике на ДМОЗ
• «Новая эра власти вращать колеса» Popular Science , декабрь 1939 г., ранняя статья о работе газотурбинных электростанций, чертежи в разрезе
• Технологическая скорость гражданских реактивных двигателей
• Лаборатория газовых турбин Массачусетского технологического института
• Исследование микротурбин Массачусетского технологического института
• Справочник по распределенным источникам энергии в Калифорнии — микротурбинные генераторы
• Введение в принцип работы газовой турбины из «how stuffworks.com»
• «Симулятор газовой турбины самолета для интерактивного обучения»

На этой странице используется лицензионный контент Creative Commons из Википедии (просмотр авторов).

Воздушное охлаждение на входе в турбину

ОХЛАДИТЕЛЬ M1 ABRAMS TANK ENGINES

     
Целью разработки танковых двигателей всегда было «больше мощности».
Танк M1A1 Abrams с его революционным газотурбинным двигателем был разработан для борьбы с массированной советской бронетехникой в ​​стремительном кровопролитном противостоянии.
Экономия топлива не имела значения, так как танки базировались менее чем в 100 милях от противника.
Эти танки — большое достояние, но их необходимо модернизировать для экспедиционных и городских операций, заменив их газотурбинный двигатель на
дизельным двигателем, что дает четыре основных преимущества:   

 

#1
Газовая турбина топливный боров

Газотурбинный двигатель обеспечивает непревзойденное ускорение, но потребляет много топлива.
Оценки разнятся, но средний боевой (не средний крейсерский) из разных источников составляет около трех галлонов.
за
миля (не мили на галлон). Это примерно в три раза больше, чем
аналогичные дизельные двигатели. Дизельный двигатель с трехкратной топливной экономичностью мог бы
утроить дальность полета танков Abrams. Abrams отлично смотрится на трассе.
пустыне на большой скорости во время учений мирного времени, но на большей части земной поверхности это нецелесообразно.
Мудрые танкисты обычно продвигаются вперед с постоянной скоростью.
темп, чтобы не попасть в засаду.

Армия США провела пару высокоскоростных танковых атак в Ираке, но результаты
эти редкие столкновения были бы такими же, если бы
Танки «Абрамс» двигались медленнее. Меньшая общая тактическая скорость была бы компенсирована лучшей оперативной скоростью.
скорость, напр. если бы танкам не нужно было останавливаться и ждать дозаправки. В течение
Операция ПУСТЫНЯ
STORM, VII корпусу армии США пришлось остановиться и дождаться заправки грузовиков для жаждущих «Абрамсов».
танки в критический момент, и большая часть иракской республиканской гвардии смогла уйти. В идеале, более надежные экономичные дизельные двигатели будут
также уменьшить потребность в тягачах с прицепами для перевозки танков на театре военных действий, как это было сделано в Саудовской Аравии.

      В
Германия, топливо было перевезено с близлежащей топливной базы. В экспедиционных операциях
топливо, возможно, придется прибыть из Калифорнии. Это делает большой
разница, если три нефтяных танкера необходимы для заправки газотурбинных танков для
бронетанковая дивизия каждая
неделю, или всего один танкер на дивизию с дизелями. С
топливо должно быть доставлено, газотурбинному дивизиону требуется три
раз больше бензовозов, и по одной цистерне в неделю только для того, чтобы обеспечить горючее
дополнительные грузовики. Тогда есть солдаты и оборудование, необходимое для разгрузки
и хранить топливо, и в три раза больше материально-технического обеспечения для в три раза больше грузовика
водителей и в три раза больше автослесарей.

#2 Инфракрасная сигнатура газовой турбины
огромный

      Инфракрасная технология
добился квантового прогресса
в течение трех десятилетий с момента создания «Абрамса». Газ Абрамс
Турбинный двигатель выдает 1000 градусов тепла, в четыре раза больше, чем дизель.
двигатели. В результате они могут быть обнаружены и нацелены на гораздо большее расстояние.
нужно гораздо больше времени, чтобы остыть, когда танку нужно спрятаться. Кроме того, это
позволяет противнику легко
отличить большой яркий шлейф танка Абрамс от грузовика или любого другого
двигатель.

     Это стало большей проблемой для
новые боеприпасы с инфракрасным наведением. Многие современные противотанковые ракеты,
артиллерийские и минометные снаряды используют инфракрасные датчики для обнаружения двигателей.
Очевидно, что бак, производящий в четыре раза больше тепла, имеет в четыре раза больше шансов
привлекают внимание и подлетающие боеприпасы. Танк Абрамс столько производит
тепла, что его, вероятно, можно было бы уничтожить с тыла пикирующим реактивным самолетом
стрельба зенитными ракетами с тепловым наведением.

#3 Нагрев двигателя ограничивает Abrams в
поддержка городских операций

    Нагрев двигателя вызывает проблемы в тактике танков/пехоты против
укрепленных районах и в городской местности. Стандартная тактика для танков
ползти вперед, взрывая все, что движется, в то время как пехота следует сзади и сзади
сверху танков для защиты их уязвимых верхних, фланговых и тыловых районов. М-60
у танков даже есть стандартная телефонная трубка снаружи, чтобы командиры пехоты могли разговаривать с танкистами.
Любой
боевик, выскочивший из двери, окна или отверстия, был
быстро расстрелян этой командой.

      Однако
Абрамс выбрасывает из своей задней части тепло на 1000 градусов по Фаренгейту, что делает это невозможным.
чтобы пехотинцы следовали сзади или ехали сверху. Поскольку американские военные
осознал необходимость подготовки к боевым действиям в городских условиях, он должен признать это
проблема.

#4 Газотурбинный двигатель очень
дорогой 

      Большой секрет в
армии США заключается в том, что газотурбинная установка Абрамса дорога в обслуживании и
заменять. Армия выделяет 25% своего годового бюджета на содержание всех
наземные боевые комплексы к газотурбинным двигателям Абрамса, а остальные 25% к остальным
танка. Дизельные двигатели намного
дешевле, надежнее и требуют меньше обслуживания.

Танк M1A3 — ключ к будущему армии США

    
Стало модным заявлять «танк сдох». Это
неверно, ни одна система вооружения не может обеспечить более непосредственного огня прямой наводкой, чем
бак. Баки необходимы для городских операций и для промывки
закрепившихся пехотинцев. Однако танки имеют меньшее значение на современном
поле боя, особенно на открытой местности, где господствует авиация.
Танковые батальоны устарели, поместив 58 танков (сейчас 45) в сплошной танк
батальон перебор. Армейская «тяжелая» (например, крупная битва) броня/механизм
дивизии должны сбросить примерно треть своих танков, примерно до 100 танков в каждой.

      В целом армия США должна планировать
Программа модернизации M1A3 для
около 2000 танков, в том числе в Нацгвардии и на передовых позициях
акции. Армия накопила 8000 танков серии М1, большинство из них излишки.
и хранится на складе. Армия должна утилизировать 6000 таких танков и
разобрать их на миллиарды долларов на запчасти.
Армия не должна заключать выгодные контракты для выполнения этой задачи, ей нужно только
поставить несколько сотен избыточных танков «Абрамс» возле каждой тяжелой дивизии и
скажи механикам, чтобы они брали все, что им нужно.

Дизельные двигатели должны быть установлены в рамках программы модернизации M1A3. Выбор
дизельный двигатель прост, поскольку двигатель Perkins CV12 (слева) рассчитан на
Для полевой артиллерии Crusader армии США было выбрано 1500 л.с.
системы, или Detroit Diesel мощностью 1500 л.с., который приводит в действие израильские танки Merkava.
быть купленным. Однако американская промышленность производит множество двигателей меньшего размера.
который армия может выбрать для еще большей эффективности использования топлива.

Установка другого двигателя на танки Abrams 2000 года будет недешевой, но может быть
в сочетании с многолетней программой модернизации. Армейская модернизация M1A2
программа является дорогостоящей катастрофой, стоимость которой составляет 6 миллионов долларов США для некоторых электронных обновлений для КАЖДОГО
Танк Абрамс. Программа M1A3 с дизельным двигателем, улучшенная вторичная
вооружение, орудийные щиты, GPS, командирский тепловизор, экстерьер
телефон, крыша резервуара и капитальный ремонт продления срока службы должны стоить меньше, чем
по миллиону долларов каждый, и Армия немедленно начала бы копить деньги с
топливо для обучения и расходы на техническое обслуживание двигателя.

     Газотурбинный двигатель казался хорошей идеей в 1970-х, но
мир изменился; ни одна армия мира не приняла на вооружение ГТУ
двигатель для танков. Вообще-то немцы производят дизель MTU для
предполагаемая продажа M1A1 в Турцию. Танк M1A2 — отличный танк, но M1A3 был бы намного лучше для будущих операций.

Карлтон Мейер редактор[email protected]

2001
www. G2mil.com

Обновление

Армия отреагировала на эту идею утроить расход бензина для своих танков.
игнорировать его, и теперь предложил газотурбинные двигатели для своего Crusader
артиллерийское орудие. я только что нашел
Пресс-релиз General Dynamics от 31 марта 2000 г. об испытаниях
танк М1А2 с дизельным двигателем. Танки М1А2 хотят продать
турки, но они слишком умны, чтобы хотеть ГТД. Общий
Dynamics сочла тесты успешными и объявила: »
танк движется так же как и стандартный танк с турбиной без разницы
в обнаружении цели, идентификации или точности основного орудия. Тестирование подтверждает
что характеристики танка не меняются от дизельного двигателя и что он
значительно более низкие эксплуатационные расходы».

      A май 2001 г.
исследование Совета по оборонным наукам «Более эффективные боевые действия за счет
Снижение нагрузки на топливо» отметили, что топливо составляет 70% тоннажа груза.
необходимо для позиционирования армии США в бою. В исследовании говорится, что если M1A1
танки были на 50% более экономичными, наращивание войны в Персидском заливе могло иметь
на 20% быстрее, а сухопутные войска готовы к бою на месяц раньше. Они
отметил, что топливо, доставляемое океанскими танкерами, стоит всего около 1 доллара за галлон в
порту, но транспортировка по суше может привести к увеличению стоимости до 50 долларов за галлон.

Письма

Модернизация дизельного двигателя M1

Мне очень понравилась ваша статья о возможной модернизации M1A3, и я должен сказать, что
Я согласен с вами почти полностью. С чем я не согласен, так это с тем, что вы
скажем, что двигатель мощностью менее 1500 л.с. (например, упомянутый вами двигатель мощностью 1050 л.с.) может быть принят для танка, подобного M1.
я не верю что танк такой тяжелый
поскольку M1 помогает это снижение скорости и ускорения. Шведский Leopard 2/Strv 122 с его 12-цилиндровым дизельным двигателем MTU мощностью 1500 л. с.
расход дизельного топлива по сравнению с остальными танками во время Hellenic Tank
Столкновение… Знаете, где греки сравнивали современные ОБТ…

      1050 л.с. – это слишком мало, я думаю. Помимо этого, вы тоже приводите веские доводы
представить M1 дизельному сообществу. Я также согласен с вашими рассуждениями о
городская война. Тесное взаимодействие с собственной пехотой необходимо для достижения безопасного
проход для всего агрегата. Это было доказано во время последних учений моего батальона.
где мы боролись со сценарием FIBUA… Танковые роты изрядно побили
прежде чем они смогли пройти. Это во многом из-за отсутствия ближней пехоты
поддерживать.

Питер Эрикссон

[email protected]
http://home.swipnet.se/танки

Дизельный переключатель не так прост

Решение купить танк с газотурбинным двигателем было политическим решением.
Армия намеревалась выбрать версию GM с дизельным двигателем.
Тем не менее, в одиннадцатом часу, DepSecDef, по-видимому, приказал армии Sec
отменить решение и выбрать версию Chrysler с газовой турбиной
двигатель. Вы можете вспомнить, что в то время Крайслер был в серьезном кризисе.
финансовые затруднения. Действительно, спорно, что если бы Chrysler не
впоследствии продать свою танковую часть General Dynamics за 650 миллионов долларов, они
может быть
обанкротился.

Что касается переделки М1 на дизель, то не так быстро. Когда
М1 впервые выставили на вооружение в Германии, были серьезные проблемы с работоспособностью
в зимние месяцы из-за парафинизации дизельного топлива, которая закупорила турбину
топливные фильтры двигателя. Армейское решение проблемы заключалось в переходе на
использование JP-8, который стал доступен в то время благодаря усилиям ВВС
и армейской авиации для ликвидации JP-4. Армия теперь управляет почти всем своим
Оборудование TO&E на JP-8.

Тем не менее, переход на танк с дизельным двигателем, на мой взгляд, предполагает
еще одна конверсия топлива, так как дизельный танковый двигатель, безусловно, работал бы лучше
работает на дизельном топливе. Таким образом, цена покера — не просто двигатель.
программу замены, но и преобразование значительной части армии и
Нефтяная инфраструктура Агентства материально-технического обеспечения обороны / запасы топлива военного резерва как
Что ж. Сколько мест морской пехоты США вы предлагаете отказаться, чтобы заплатить за это?

Стив Блисс

БГ, США (в отставке)

Ред. Неплохо подмечено,
но для перехода на дизельное топливо потребуются годы, поэтому оно должно стоить недорого с
долгосрочное планирование. Кроме того, военные запасы могут быть сокращены, если
топлива нужно меньше, а дизеля сразу экономят на топливе
затраты на обучение. Лучший способ решить проблему нехватки единиц CSS — это
снизить требования к CSS.

 

      Я был
удивлен, что никто из солдат не возмутился моим аргументом сократить действующую службу
солдатам платить за дополнительные стратегические переброски, хотя некоторые отмечали, что
можно найти много штаб-квартиры и базовой рабочей силы. Соединенные штаты.
Морским пехотинцам также нужно больше транспорта, особенно десантных кораблей и гидросамолетов,
так что я бы вырезал из морских пехотинцев 20 000 тел, чтобы заплатить за них.

 

Гибридные танковые двигатели

      Отличная статья по замене бака турбины
двигатели с дизелем. Вы также считали, что выгоды, которые вы
упомянутое может быть улучшено еще больше за счет использования гибридного дизель-электрического двигателя.
двигатель? Как вы, наверное, знаете, гибридный двигатель использует обычный двигатель.
(дизельный, бензиновый, поршневой, роторный, турбинный и др.) вместе с электродвигателем
чтобы помочь во время пиковых требований к мощности, питаясь от батарей, которые
постоянно подзаряжается двигателем.

http://www.ott.doe.gov/hev/hev.html

     В этой конфигурации дизельному двигателю требуется только
иметь размер, соответствующий требованиям к крейсерской мощности, и может работать все время на
его наиболее эффективная скорость или полностью отключаться на холостом ходу, что приводит к
значительная экономия топлива. Гибридный электрический двигатель также может работать
в электрическом режиме, принося не только инфракрасный, но и акустический
подписи почти до нуля. Мы не говорим о журавле в небе
технологии будущего. Гибридные двигатели используются уже более 100 лет.
начиная с первых пароэлектрических автомобилей и особенно с подводных лодок.
Армия в настоящее время рассматривает гибридный Hummer по многим из тех же причин.

Эрик Леван

Эд. Я думаю, что гибридный Hummer — отличная идея, и он готов к
производство; он был разработан
DARPA не армия или морская пехота. Я не уверен, какой размер батарей
необходимо управлять 70-тонным танком, а на это потребуются годы
«исследование», которое в армии является любимым способом отсрочить изменения.
Я бы сказал, что нужно продвигаться вперед с проверенными планами модернизации дизельных двигателей, пока
исследую гибрид.

Diesel Engine Expert

Преимущество дизеля в танке, рассчитанном на одного, реально,
но есть еще одна проблема при дооснащении семейства M1, которую вы не в состоянии решить.
адрес. Самый маленький дизельный двигатель с мощностью и скоростью, достаточными для привода этой главной
боевой танк значительно крупнее и тяжелее турбины. В целях
чтобы поместиться в шасси, чем-то придется пожертвовать, наверное
боезапас и запас топлива, новая подвеска, новая трансмиссия, другая окончательная
диски и т. д.   Подробные исследования, проведенные BMY для DOA в 1980-е
в том числе пробные посадки привели к огромному списку изменений. И был несовершеннолетний
выпуск воздушного транспорта, который ограничен 70 тоннами, вес действующей
М1А2. В конце концов, затраты перевесили преимущества.

Тем не менее, новейшая дизельная технология предлагает преимущества, и это должно
можно установить современный технологический движок, что является серьезным улучшением.
Дизельизация танков также значительно упростит вопросы логистики для
армии, заставив все свои машины работать на одном топливе, дизельном топливе. После
все, все М88, М2, М109М992, Хаммеры, грузовики и т. д.
дизели. На самом деле, M1, которые в настоящее время эксплуатируются в Ираке, скорее всего, используют
дизельное топливо (с пониженными характеристиками) для упрощения проблем с поставками. А также
дизель купить дешевле, чем JP-8. Также есть мажор
преимущество в бою способности дизеля сидеть на холостом ходу с небольшим количеством топлива
потребление, в то время как M1 должен отключиться для экономии топлива. Когда М1 был
впервые выставленные на вооружение, подразделения обнаружили, что M1 может продержаться в бою один день.
условиях до заправки, тогда как M60 может работать от 3 до 4 дней. Если
колонны были застигнуты врасплох, мог бы отреагировать работающий на холостом ходу дизель М1
в то время как агрегат с газотурбинным двигателем должен все еще запускаться. Ведь единственный другой
Первый в мире боевой танк класса — британский Challenger 2.
дизель.

И последнее замечание. Министерству обороны можно также указать, что турбина
двигатель является основным загрязнителем, выбрасывая NOx, CO и всякие неприятные вещи
в воздухе.