В последние годы иностранные военные специалисты предъявляют к танковым двигателям повышенные требования. По их мнению, двигатель танка должен обладать не только высокой мощностью, но и надёжностью работы в любых климатических и географических условиях, иметь большой срок службы при минимальных трудозатратах на уход. Считается также, что современный танковый двигатель должен отвечать и таким требованиям, как многотопливность, лёгкий запуск, способность развивать полную мощность сразу после запуска, высокая приёмистость при разгоне и быстрая остановка при выключении, минимальный расход топлива. Все большее внимание при создании новых двигателей уделяется оптимальному соотношению их эффективности и стоимости.
В какой мере удовлетворяют этим требованиям двигатели современных танков, каковы достоинства и недостатки их, каким двигателям и при каких условиях отдать предпочтение в перспективных разработках? Ответы на эти вопросы содержатся в приведённой ниже статье Шрайера, перевод которой публикуется в сокращённом виде..
Рис. 1. Двигатель MB 838 Са-М500 западногерманского танка «Леопард».Двигатель танка «Леопард» 1 предкамерный, имеет два нагнетателя с механическим приводом. Специально разработанная система смазки с сухим картером обеспечивает подачу масла даже при наклонах танка. Двигатель запускается легко, поскольку охлаждающую жидкость и масло можно быстро разогреть с помощью системы подогрева.
Рис. 2. Двигатель AVDS-1790-2A американского танка М60А1.
Рис. 3. Разрез двигателя L60 фирмы «Лейланд».
Франция. На танке АМХ-30 установлен двигатель HS110 (рис. 4), Этот двигатель снабжён нагнетателями типа «Холсет». Для очистки воздуха предназначены два фильтра с масляными ваннами. В двигателе применяется топливоподающая система типа «Бош», а в головке блока цилиндров — вихревые камеры. Коленчатый вал двигателя имеет семь коренных шеек. Система смазки с сухим картером включает один нагнетающий и два откачивающих масляных насоса. Для заводки двигателя используются два синхронно работающих стартера.
Рис. 4. Двигатель HS 110 французского танка АМХ-30.
Рис. 5. Разрез двигателя К60 фирмы «Роллс-Ройс».Танковые силовые установки. В основных капиталистических государствах до недавнего времени развивали только поршневые двигатели. В настоящее время положение изменилось. К числу новых разрабатываемых танковых двигателей относятся газотурбинные двигатели и дизельные варианты двигателя Венкеля. Однако ещё рано говорить, какое влияние на будущее танка окажет роторный двигатель. До сих пор остаются нерешёнными многие проблемы, например вибрация, вызываемая трением ротора о стенки корпуса. Тем не менее многие сторонники роторного двигателя (особенно в Великобритании) связывают с ним надежды на обеспечение высокой маневренности будущих танков.
Рис. 6. Двигатель МВ873 Ка западногерманского танка KPz70.
Чем больше габариты силовой установки, тем больше объём корпуса танка. Хотя вес силовой установки составляет всего 4—5% веса танка, она занимает около 10% внутреннего объёма машины. Вес корпуса равен 30—40% боевого веса танка. Увеличение бронированного объёма увеличивает вес танка гораздо больше, чем возрастание веса силовой установки, поэтому при равных условиях выгоднее иметь более тяжёлый двигатель, чем двигатель, занимающий больший объём. По габаритной мощности двигатель танка KPz70 почти вдвое превосходит показатели двигателей танков «Леопард» и АМХ-30. Двигатель танка KPz70 на 10% тяжелее двигателя танка «Леопард» 1 и почти на 30% тяжелее двигателя танка АМХ-30. Однако его вес на единицу мощности, равный 1,29 кг/л. с., почти на 40% выше, чем у двигателя танка «Леопард», и на 32% выше, чем у двигателя танка АМХ-30. Это достигнуто главным образом благодаря увеличению числа оборотов двигателя и применению наддува с помощью двух турбокомпрессоров, использующих энергию выхлопных газов, с последующим охлаждением подаваемого в цилиндры воздуха. Только за счёт турбонаддува мощность двигателя МВ873 Ка возросла на 45% по сравнению с мощностью двигателя МВ838 Са-М500, имеющего механический нагнетатель.
Особые проблемы возникают в связи с необходимостью обеспечить работоспособность танковых двигателей в диапазоне температур от — 45°С до + 50°С. Низкие температуры ухудшают запуск двигателя, а повышающаяся при падении температуры вязкость масла не только затрудняет смазку подшипников, но и увеличивает внутреннее трение в двигателе. При температуре — 20°С сопротивление вращению коленчатого вала в три-четыре раза выше, чем при температуре +15°С. Температура, необходимая для самовоспламенения горючей смеси, достигается только при давлении 30—40 кг/кв. см в конце такта сжатия и одновременно при 100—150 оборотах коленчатого вала в минуту. Запуск затрудняется вследствие повышения вязкости дизельного топлива при низких температурах (при — 20°С его вязкость почти в 10 раз больше, чем при +15°С), поскольку испаряемость охлаждённого топлива снижается и оно попадает в камеру сгорания, будучи недостаточно распылённым для образования хорошей рабочей смеси и её воспламенения. Наличие подогревателя охлаждающей жидкости и масла или воспламенительного устройства для запуска сжатым воздухом увеличивает объём силовой установки и её стоимость.
Требование обеспечить эффективную работу двигателя в любых условиях выдвигает проблемы, связанные с охлаждением при высоких температурах.
Выбор типа системы охлаждения двигателя представляет собой трудную задачу. Американские и японские специалисты отдают предпочтение системе воздушного охлаждения, несмотря на присущие ей недостатки. Западноевропейские специалисты считают более выгодной систему жидкостного охлаждения из-за её способности интенсивнее отводить тепло от нагретых частей двигателя. Стремление получить более высокую мощность за счёт наддува и повышения степени сжатия вызывает проблемы, связанные с напряжённостью условий работы некоторых деталей двигателей и частично с возрастанием объёма силовой установки. От дизельного двигателя должно отводиться 25 — 30% тепла, выделяемого в камере сгорания. Поверхность ребёр в двигателях воздушного охлаждения обычно в 12—20 раз превышает поверхность камеры сгорания, поэтому конструкцию их необходимо совершенствовать. Система жидкостного охлаждения позволяет избежать перегрева деталей двигателя, однако габариты вентилятора этой системы могут оказаться больше, чем у двигателей воздушного охлаждения.
Снижение вязкости масла вследствие повышения температуры ведёт к большому износу двигателя, уменьшая ресурс его работы. Во Франции был предложен метод поддержания нормальной рабочей температуры двигателя при температуре окружающего воздуха до +60°С. Скорость вращения вентилятора системы охлаждения двигателя танка АМХ-30 может постепенно увеличиваться в соответствии с повышением температуры. Вентилятор приводится в движение посредством гидромуфты, управляемой термостатом.
Для эффективной и надёжной работы двигателя в различных климатических и погодных условиях требуется хорошая очистка воздуха. Чтобы износ трущихся поверхностей поршня и цилиндра был в допустимых пределах, содержание пыли в воздухе, поступающем в двигатель, не должно превышать 0,001 г/куб. м. Для оценки сложности задачи, стоящей перед разработчиками воздухоочистителей, достаточно сказать, что двигатель западногерманского танка KPz70 при работе на неполную мощность (60% максимальной) потребляет в час около 3500 куб. м воздуха. Важную роль для очистки воздуха играет конструкция воздухоочистителя и его месторасположение. Например, на зимних испытаниях танка «Леопард» было обнаружено, что воздухоочистители быстро забивались льдом. Установка дополнительных экранов для прикрытия верхней ветви гусеницы в определённой мере устранила этот недостаток и в то же время улучшила защиту танка от огня противника.
Танковая силовая установка, оснащённая высокооборотным дизельным двигателем, может иметь гарантийный срок службы 15—20 тыс. км. Межремонтный срок службы двигателей западногерманских военных машин составляет около 10 тыс. км. Запуск двигателей возможен при температуре ниже — 18°С без вспомогательных устройств (например, танка «Леопард»). Двигатели могут надёжно и без перерыва работать на полной мощности в тяжёлых климатических условиях.
Наиболее сложной проблемой при создании двигателя является обеспечение высокой его приёмистости. Более высокая приёмистость двигателя способствует уменьшению уязвимости танка на поле боя, она становится критерием надёжности его конструкции. Танк, движущийся под прямым углом к линии огня танка противника, может избежать поражения за счёт быстрого перемещения в момент начала по нему стрельбы. Но это явление на поле боя имеет решающее значение не на всех дальностях. Если за время полёта снаряда танк сможет переместиться более чем на половину собственной длины, то он уклонится от снаряда, выпущенного из орудия неприятельского танка, оснащённого автоматическим вычислителем упреждения. Однако для этого танку требуется очень большое ускорение, особенно если стрельба по нему ведётся подкалиберными снарядами (рис. 7). Чтобы на удалении 2000 м уклониться от 105-мм подкалиберного снаряда с отделяющимся поддоном, танк длиной 6,8 м должен двигаться с ускорением 3,25 м/сек2. Если взять для примера французский 105-мм кумулятивный снаряд, то ускорение танка, необходимое для уклонения от него, должно быть не менее 1,15 м/сек2.
Рис. 7. Возможность уклонения танка длиной 6,8 м при стрельбе по нему подкалиберными (ПК), кумулятивными (К), бронебойно-фугасными с пластичным ВВ (Б) и осколочно-фугасными (ОФ) снарядами.
Большинство современных танков теоретически могут избежать поражения кумулятивными снарядами, но они едва ли способны уклониться от подкалиберных снарядов. В настоящее время трудно обеспечить высокую маневренность танков. Приемистость двигателя станет играть ещё более важную роль в будущем, когда установят автоматические вычислители в системах управления огнём.
Высокая приёмистость двигателя предполагает увеличение среднего эффективного давления в камере сгорания за счёт применения приводных или турбокомпрессорных нагнетателей. Каждый тип системы наддува двигателя танка в настоящее время является предметом горячих дискуссий. Представляет интерес система трубонаддува с охлаждением воздуха, поскольку механический наддув не обеспечивает среднее эффективное давление более 9,85 кг/см Важно учесть при этом, что турбонагнетатель имеет малую инерционность. Необходима согласованность в работе всей системы: двигатель — нагнетатель — гидродинамический преобразователь — коробка передач. Усовершенствование этой системы позволит танку достигать максимальной скорости за минимальное время.
Мощность поршневого двигателя определяется числом оборотов коленчатого вала, литражом и средним давлением в камере сгорания. Иногда кажется, что наиболее эффективный путь — увеличение числа оборотов коленчатого вала. Однако это в свою очередь увеличит скорость движения поршней. Например, скорость движения поршня двигателя японского танка ST-B при максимальных оборотах достигает в среднем 11 м/сек, а поршня двигателя танка М60А1 — 11,7 м/сек. Этот показатель выше у двигателей жидкостного охлаждения: у двигателя танка АМХ-30 — около 11,8 м/сек, танка «Леопард» — 12,8 м/сек и западногерманского KPz70 — 13,4 м/сек. При более высоких скоростях поршни трудно смазывать. Современный уровень развития систем смазки позволяет иметь скорость движения поршня около 15 м/сек. В ближайшем будущем не ожидается появление системы смазки, обеспечивающей скорость движения поршня свыше 16 м/сек.
Увеличение числа оборотов двигателя отрицательно влияет на процесс сгорания топлива. Для самовоспламенения топлива необходима температура сжатого воздуха по крайней мере 500—600°С. Несмотря на усовершенствования в системе очистки цилиндров, до последнего времени не удается избежать частичного распада молекул топлива на углеродсодержащие составные части, которые имеют малую скорость сгорания и, кроме того, удлиняют процесс сгорания горючей смеси. В результате увеличения числа оборотов сокращается время реакции, происходит неполное сгорание, ухудшается наполнение камер сгорания топливом, снижается мощность двигателя и увеличивается расход топлива.
Увеличение эффективного давления в камере сгорания — сложная задача. На современном уровне двигателестроения за счёт увеличения давления в камере сгорания можно повысить мощность двигателя по крайней мере вдвое, используя многоступенчатый турбокомпрессор высокого давления с промежуточным охлаждением воздуха. Однако в камере сгорания при давлении воздуха 4—4,6 ат ухудшается процесс горения вследствие слишком большой разницы в скоростях движения молекул топлива и воздуха.
Второй метод повышения мощности двигателя заключается в применении разработанных американской фирмой «Континенталь» двигателей с переменной степенью сжатия. Такие двигатели имеют поршни переменной геометрии, что позволяет изменять степень сжатия горючей смеси от 22 до 10. Мощность двигателя этого типа можно было бы увеличить на 40% и более без существенного повышения напряжений в конструкции. Но, несмотря на это, уже почти достигнут предел мощности дизельного двигателя, дальнейшее повышение мощности возможно только за счёт сокращения срока его службы или усложнения конструкции, что приведёт к увеличению стоимости. Для перспективных танков весом 32—50 т необходима удельная мощность в пределах 30—35 л.с./т.
ГТД наилучшим образом удовлетворяет требованию лёгкого запуска и немедленной работы с полной нагрузкой. По сравнению с дизельным двигателем он имеет небольшое число вращающихся деталей и подшипников, поэтому вязкость смазочных масел влияет на его работу меньше. При низких температурах холодный запуск ГТД практически зависит только от ёмкости аккумулятора, такой двигатель может работать с полной нагрузкой с момента запуска.
ГТД лучше любого другого двигателя удовлетворяет требованию многотопливности — он может работать на любом топливе с октановым числом около 100. Однако турбина и выхлопная система двигателя подвергаются сильной коррозии при использовании топлива, содержащего ванадий. Крутящий момент простой двухвальной турбины изменяется примерно в два раза. Вес и объём коробки передач можно несколько уменьшить, но надобность в гидротрансформаторе остаётся. Отрицательные качества ГТД проявляются при работе на режиме частичной нагрузки. Поскольку силовая установка большую часть времени работает с неполной нагрузкой (около 45%— с частичной нагрузкой, 35%— на холостом ходу и лишь около 20%— на полной мощности), она должна быть достаточно эффективной на разных режимах, но в этом отношении газотурбинный двигатель уступает дизельному.
Для обеспечения возможности торможения газотурбинным двигателем необходимо соединить два его вала. Это делается с помощью редуктора. Хорошая тормозная способность достигается путём продувки воздуха, нагнетаемого компрессором, а также потоком газа, движущимся в направлении, противоположном вращению лопастей турбины. Однако это делает конструкцию ГТД дорогой. Более простым решением является установка на танке гидродинамических тормозов, хотя для этого требуется система охлаждения.
При использовании ГТД можно уменьшить шум в танке. Более сложной проблемой, чем уменьшение высокочастотного шума работающей турбины, является борьба с шумом, вызванным потоком воздуха на входе в двигатель. В то же время уменьшить шум работающей турбины значительно труднее, чем снизить уровень шума дизельного двигателя путём установки глушителей.
За последние годы достигнуты успехи в повышении экономичности ГТД, хотя удельный расход топлива у них больше, чем у дизельных двигателей. Эффективные теплообменники позволяют снизить расход топлива, но не могут уменьшить относительно высокий расход при работе на малой мощности.
Гораздо серьёзнее является проблема уменьшения расхода воздуха. Газотурбинному двигателю воздух необходим для сгорания топлива и для отведения избытка тепла. Дизельный двигатель при полной нагрузке потребляет от 20 до 30 кг воздуха для сжигания 1 кг топлива, не считая воздуха, необходимого для охлаждения. Весь воздух, требуемый для ГТД, должен пройти через турбину, следовательно, он должен быть очищен. ГТД требует очищенного воздуха в три-четыре раза больше, чем дизельный двигатель.
Поскольку разрежение на входе в газотурбинный двигатель составляет 176 — 226 мм водяного столба, то есть в три-четыре раза меньше, чем у поршневого двигателя, использование воздухоочистителей с большим сопротивлением затруднено. Вследствие этого возникает проблема обеспечения движения танков при форсировании водных преград.
Высокая приёмистость в одинаковой степени обеспечивается как газотурбинным, так и дизельным двигателем. Приемистость дизельного двигателя может быть выше. Если бы рабочее колесо турбины ГТД было очень лёгким и способным воспринять большие нагрузки, вызванные высоким давлением газов, то турбина быстро набирала бы скорость от холостых оборотов до максимальной.
Возникает вопрос: если новые газотурбинные двигатели по своим эксплуатационным и механическим качествам не уступают дизельным двигателям или даже превосходят их, то почему они не получили широкого распространения в танковых конструкциях? Газотурбинные двигатели не устанавливались на танках (кроме шведского танка STRV 103, выпущенного в 1967 году) из-за недостаточной их эффективности и высокой стоимости.
У новых газотурбинных двигателей КПД составляет около 25% Для его увеличения необходимо снизить потери давления, повысить эффективность работы камеры сгорания, компрессора и турбины, увеличить допустимую рабочую температуру турбины, использовать более эффективный и лёгкий теплообменник.
Увеличение КПД многоступенчатого компрессора требует больших затрат. Температуру в камере сгорания также нельзя существенно повысить, поскольку она ограничена тепловыми напряжениями материала, из которого изготовлена турбина. Напряжения в материале в значительной степени зависят от используемого типа топлива, в последнем не допускается присутствие ванадия и серы.
Сейчас имеются ГТД, работающие при температурах от 850 до 920°С, гарантийный срок их службы составляет по крайней мере 9000 час. Газотурбинный двигатель AGT-1500 фирмы «Лайкоминг» работает, например, при температуре на входе в турбину 1193° С. Для достижения максимального срока службы газотурбинных двигателей температура в их камере сгорания не должна превышать 900° С.
Комбинированные силовые установки (например, на шведском танке STRV 103В) сочетают в себе лучшие качества дизельного и газотурбинного двигателей. Дизельный двигатель, обладающий хорошей характеристикой при неполной нагрузке, используется, как правило, при движении в обычных условиях, а газотурбинный двигатель, имеющий высокие характеристики крутящего момента, включается при движении по труднопроходимой местности, гарантируя надёжную работу в условиях холодной погоды и т. п.
С точки зрения расхода топлива комбинированная установка является экономичной. В ближайшем будущем можно получить удельную мощность комбинированной силовой установки 30 л. с./т и выше. Однако в настоящее время уменьшение веса и размеров комбинированной силовой установки представляет серьёзную проблему. Дополнительными трудностями являются высокая стоимость изготовления привода к газотурбинному двигателю, сложность системы управления данной установкой и большая нагрузка на подшипники. Кроме того, имеются затруднения в снабжении запасными частями и подготовке специалистов.
Характеристики некоторых танковых двигателей рассмотренных типов приведены в таблице.
Тактико-технические характеристики двигателей основных боевых танков зарубежных армии
Примечания: коленчатый вал — 2400 об/мин; 2 с устройством охлаждения воздуха; 3 с турбонагнетателем; < при 1950 об/мин на топливе DF-2; 1 при 1400 об/мин на топливе F46-185; s примерно при 2100 об/мин.
zvo.su
Первые проекты
Идея сделать танк с газотурбинной силовой установкой появилась еще тогда, когда никто и не думал о проекте Т-80. Еще в 1948 году конструкторское бюро турбинного производства Ленинградского Кировского завода начало работу над проектом танкового ГТД мощностью в 700 лошадиных сил. К сожалению, проект был закрыт за бесперспективностью. Дело в том, что 700-сильный двигатель, по расчетам, потреблял чрезвычайно много топлива. Расход признали слишком большим для практического использования. Чуть позже неоднократно предпринимались попытки сконструировать другие двигатели подобного класса, но они тоже не дали никакого результата.
Во второй половине пятидесятых годов ленинградские конструкторы создали еще один двигатель, который дошел до стадии сборки прототипа. Получившийся ГТД-1 не оснащался теплообменником и выдавал мощность до тысячи лошадиных сил при расходе топлива в 350-355 г/л.с. ч. Вскоре на основе этого двигателя сделали две модификации: ГТД1-Гв6 со стационарным теплообменником и ГТД1-Гв7 с вращающимся. К сожалению, несмотря на некоторый прогресс, все три модели ГТД имели расход топлива выше расчетного. Улучшить этот параметр не представлялось возможным, поэтому проекты закрыли.
В целом, все ранние проекты ГТД для сухопутной, в том числе и гусеничной, техники не отличались особыми успехами. Все они не смогли добраться до серийного производства. В то же время, в ходе разработки и испытаний новых моторов удалось найти немало новых оригинальных технических решений, а также собрать нужную информацию. К этому времени сформировались две основные тенденции: попытки приспособить авиационный двигатель для использования на танке и сделать специальный ГТД.
В начале шестидесятых годов произошло несколько событий, которые позитивно сказались на всем направлении. Сначала Научно-исследовательский институт двигателей (НИИД) предложил несколько вариантов моторно-трансмиссионного отделения для танка Т-55. Предлагались два варианта газотурбинного двигателя, отличавшиеся друг от друга мощностью и потреблением топлива. В апреле 1961 года вышло соответствующее распоряжение руководства страны, согласно которому НИИД должен был продолжить работы по начатым проектам, а на Челябинском тракторном заводе создавалось специальное конструкторское бюро, занятое исключительно тематикой ГТД.
Челябинские двигатели
Новое бюро получило индекс ОКБ-6 и объединило усилия с Институтом двигателей. Результатом проектирования стал проект ГТД-700. При мощности до 700 л.с. этот двигатель потреблял 280 г/л.с.ч, что приближалось к требуемым значениям. Столь высокие для своего времени характеристики были обусловлены рядом оригинальных решений. Прежде всего необходимо отметить конструкцию теплообменника, каналы которого были оптимизированы в плане сечения и скорости течения газов. Кроме того, на работе двигателя благотворно сказался новый одноступенчатый воздухоочиститель циклонного типа, задерживавший до 97% пыли. В 1965 году начались испытания двух первых образцов ГТД-700. Работа двигателей на стенде показала все преимущества примененных решений, а также позволила вовремя определить и исправить имеющиеся проблемы. Вскоре собрали еще три двигателя ГТД-700, один из которых позже был установлен на опытный танк «Объект 775Т». В марте 1968 года прошел первый запуск газотурбинного двигателя на танке и через несколько дней начались ходовые испытания. До апреля следующего года экспериментальный танк прошел около 900 километров при наработке двигателя порядка 100 часов.
Несмотря на имеющиеся успехи, в 1969 году испытания двигателя ГТД-700 завершились. В это время прекратились работы над ракетным танком «Объект 775» и, как следствие, его газотурбинной модификацией. Однако развитие двигателя не остановилось. По результатам испытаний сотрудники НИИД провели несколько исследований и пришли к позитивным выводам. Как оказалось, конструкция ГТД-700 позволяла довести мощность до уровня порядка 1000 л.с., а расход топлива снизить до 210-220 г/л.с.ч. Перспективная модификация двигателя получила обозначение ГТД-700М. Ее расчетные характеристики выглядели многообещающе, что привело к дальнейшим разработкам. ВНИИТрансмаш (переименованный ВНИИ-100) и конструкторское бюро ЛКЗ предприняли попытку установить ГТД-700М на танки «Объект 432» и «Объект 287». Однако никаких практических результатов добиться не удалось. Моторно-трансмиссионное отделение первого танка оказалось недостаточно большим для размещения всех агрегатов силовой установки, а второй проект вскоре был закрыт за бесперспективностью. На этом 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.
ГТД из Ленинграда
Еще одним проектом, начавшимся в 1961 году, были ленинградские исследования перспектив турбовального двигателя ГТД-350. Ленинградские Кировский завод и Завод им. Климова совместными усилиями начали изучать поставленный перед ними вопрос. В качестве стенда самых для первых исследований применялся серийный трактор К-700. На него установили двигатель ГТД-350, для работы с которым пришлось немного доработать трансмиссию. Вскоре начался еще один эксперимент. На этот раз «платформой» для газотурбинного двигателя стал бронетранспортер БТР-50П. Подробности этих испытаний не стали достоянием общественности, но известно, что по их результатам двигатель ГТД-350 признали пригодным для использования на сухопутной технике.
На его базе создали два варианта двигателя ГТД-350Т, с теплообменником и без. Без теплообменника газотурбинный двигатель двухвальной системы со свободной турбиной развивал мощность до 400 л.с. и имел расход топлива на уровне 350 г/л.с.ч. Вариант с теплообменником был ощутимо экономичнее – не более 300 г/л.с.ч., хотя и проигрывал в максимальной мощности порядка 5-10 л.с. На основе двух вариантов двигателя ГТД-350Т были сделаны силовые агрегаты для танка. При этом, ввиду сравнительно малой мощности, рассматривались варианты с применением как одного двигателя, так и двух. В результате сравнений наиболее перспективным был признан агрегат с двумя двигателями ГТД-350Т, располагавшимися вдоль корпуса танка. В 1963 году началась сборка опытного образца такой силовой установки. Его установили на шасси экспериментального ракетного танка «Объект 287». Получившуюся машину назвали «Объектом 288».
В 1966-67 годах этот танк прошел заводские испытания, где подтвердил и скорректировал расчетные характеристики. Однако главным результатом поездок по полигону стало понимание того, что перспективы спаренной системы двигателей сомнительны. Силовая установка с двумя двигателями и оригинальным редуктором получилась сложнее в производстве и эксплуатации, а также дороже, чем один ГТД эквивалентной мощности с обычной трансмиссией. Предпринимались некоторые попытки развить двухдвигательную схему, но в итоге конструкторы ЛКЗ и Завода им. Климова остановили работы в этом направлении.
Стоит отметить, проекты ГТД-350Т и «Объект 288» были закрыты только в 1968 году. До этого времени, по настоянию заказчика в лице Минобороны, состоялись сравнительные испытания сразу нескольких танков. В них участвовали дизельные Т-64 и «Объект 287», а также газотурбинные «Объект 288» и «Объект 003». Испытания были суровыми и проходили на разных местностях и в разных погодных условиях. В результате выяснилось, что при имеющихся преимуществах в части габаритов или максимальной мощности существующие газотурбинные двигатели менее пригодны для практического применения, чем освоенные в производстве дизели.
Незадолго до прекращения работ по тематике спаренных двигателей конструкторы ЛКЗ и Завода им. Климова сделали два эскизных проекта, подразумевавших установку на танк «Объект 432» спаренной установки с перспективными двигателями ГТД-Т мощностью по 450 л.с. Рассматривались различные варианты размещения двигателей, но в итоге оба проекта не получили продолжения. Спаренные силовые установки оказались неудобными для практического применения и более не использовались.
Двигатель для Т-64А
Принятый на вооружение в шестидесятых годах танк Т-64А при всех своих преимуществах не был лишен недостатков. Высокая степень новизны и несколько оригинальных идей стали причиной технических и эксплуатационных проблем. Немало нареканий вызвал двигатель 5ТДФ. В частности, и из-за них было решено всерьез заняться перспективным ГТД для этого танка. В 1967 году появилось соответствующее постановление руководства страны. К этому времени уже имелся определенный опыт в сфере оснащения танка «Объект 432» газотурбинной силовой установкой, поэтому конструкторам не пришлось начинать с нуля. Весной 1968-го года на ленинградском Заводе им. Климова развернулись проектные работы по двигателю ГТД-1000Т.
Главным вопросом, стоявшим перед конструкторами, было снижение расхода топлива. Остальные нюансы проекта уже были отработаны и не нуждались в столь большом внимании. Улучшать экономичность предложили несколькими путями: повысить температуру газов, улучшить охлаждение элементов конструкции, модернизировать теплообменник, а также повысить КПД всех механизмов. Кроме того, при создании ГТД-1000Т применили оригинальный подход: координацией действий нескольких предприятий, занятых в проекте, должна была заниматься сводная группа из 20 их сотрудников, представлявших каждую организацию.
Благодаря такому подходу достаточно быстро удалось определиться с конкретным обликом перспективного двигателя. Таким образом, в планы входило создание трехвального ГТД с двухкаскадным турбокомпрессором, кольцевой камерой сгорания и охлаждаемым сопловым аппаратом. Силовая турбина – одноступенчатая с регулируемым сопловым аппаратом перед ней. В конструкцию двигателя ГТД-1000Т сразу ввели встроенный понижающий редуктор, который мог преобразовывать вращение силовой турбины со скоростью порядка 25-26 тыс. оборотов в минуту в 3-3,2 тыс. Выходной вал редуктора разместили таким образом, что он мог передавать крутящий момент на бортовые коробки передач «Объекта 432» без лишних деталей трансмиссии.
По предложению сотрудников ВНИИТрансмаш, для очистки поступающего воздуха применили блок прямоточных циклонов. Выведение выделенной из воздуха пыли было обязанностью дополнительных центробежных вентиляторов, которые, кроме того, обдували масляные радиаторы. Использование такой простой и эффективной системы очистки воздуха привело к отказу от теплообменника. В случае его использования для достижения требуемых характеристик требовалось очищать воздух почти на все 100%, что было, как минимум, очень сложно. Двигатель ГТД-1000Т без теплообменника мог работать даже если в воздухе оставалось до 3% пыли.
Отдельно стоит отметить компоновку двигателя. На корпусе собственно газотурбинного агрегата установили циклоны, радиаторы, насосы, маслобак, компрессор, генератор и прочие части силовой установки. Получившийся моноблок имел габариты, пригодные для установки в моторно-трансмиссионное отделение танка Т-64А. Кроме того, в сравнении с оригинальной силовой установкой, двигатель ГТД-1000Т оставлял внутри бронированного корпуса объем, достаточный для размещения баков на 200 литров топлива.
Весной 1969 года началась сборка опытных экземпляров Т-64А с газотурбинной силовой установкой. Интересно, что в создании прототипов участвовали сразу несколько предприятий: Ленинградский Кировский и Ижорский заводы, Завод им. Климова, а также Харьковский завод транспортного машиностроения. Чуть позже руководство оборонной промышленности решило построить опытную партию из 20 танков Т-64А с газотурбинной силовой установкой и распределить их по различным испытаниям. 7-8 танков предназначались для заводских, 2-3 для полигонных, а оставшиеся машины должны были пройти войсковые испытания в разных условиях.
За несколько месяцев испытаний в условиях полигонов и испытательных баз было собрано нужное количество информации. Двигатели ГТД-1000Т показали все свои преимущества, а также доказали пригодность для использования на практике. Однако выяснилась другая проблема. При мощности в 1000 л.с. двигатель не слишком удачно взаимодействовал с имеющейся ходовой частью. Ее ресурс заметно снижался. Более того, к моменту окончания испытаний почти все двадцать опытных танков нуждались в ремонте ходовой или трансмиссии.
На финишной прямой
Самым очевидным решением проблемы выглядела доработка ходовой части танка Т-64А для использования вместе с ГТД-1000Т. Однако такой процесс мог занять слишком много времени и с инициативой выступили конструкторы ЛКЗ. По их мнению, нужно было не модернизировать имеющуюся технику, а создавать новую, изначально рассчитанную под большие нагрузки. Так появился проект «Объект 219».
Как известно, за несколько лет разработки этот проект успел претерпеть массу изменений. Корректировались почти все элементы конструкции. Точно так же доработкам подвергся и двигатель ГТД-1000Т и сопряженные с ним системы. Пожалуй, самым главным вопросом в это время было повышение степени очистки воздуха. В результате массы исследований выбрали воздухоочиститель с 28 циклонами, оснащенными вентиляторами с особой формой лопасти. Для уменьшения износа некоторые детали циклонов покрыли полиуретаном. Изменение воздухоочистительной системы сократило поступление пыли в двигатель примерно на один процент.
Еще во время испытаний в Средней Азии проявилась другая проблема газотурбинного двигателя. В тамошних грунтах и песках было повышенное содержание кремнезема. Такая пыль, попав в двигатель, спекалась на его агрегатах в виде стекловидной корки. Она мешала нормальному течению газов в тракте двигателя, а также увеличивала его износ. Эту проблему пытались решить при помощи специальных химических покрытий, впрыска в двигатель особого раствора, создания вокруг деталей воздушной прослойки и даже применения неких материалов, постепенно разрушавшихся и уносивших с собой пригоревшую пыль. Однако ни один из предложенных методов не помог. В 1973 году эту проблему решили. Группа специалистов Завода им. Климова предложила установить на наиболее подверженную загрязнению часть двигателя – сопловой аппарат – специальный пневмовибратор. При необходимости или через определенный промежуток времени в этот агрегат подавался воздух от компрессора и сопловой аппарат начинал вибрировать с частотой в 400 Гц. Налипшие частички пыли буквально стряхивались и выдувались выхлопными газами. Чуть позже вибратор заменили восемью пневмоударниками более простой конструкции.
В результате всех доработок наконец удалось довести ресурс двигателя ГТД-1000Т до требуемых 500 часов. Расход топлива танков «Объект 219» был примерно в 1,5-1,8 раза больше, чем у бронемашин с дизельными двигателями. Соответствующим образом сократился и запас хода. Тем не менее, по совокупности технических и боевых характеристик танк «Объект 219сп2» признали пригодным для принятия на вооружение. В 1976 году вышло постановление Совмина, в котором танк получил обозначение Т-80. В дальнейшем эта бронемашина претерпела ряд изменений, на ее базе было создано несколько модификаций, в том числе и с новыми двигателями. Но это уже совсем другая история.
По материалам сайтов:журнал "«Техника и вооружение: вчера, сегодня, завтра…»"http://armor.kiev.ua/http://army-guide.com/http://t80leningrad.narod.ru/
topwar.ru
К двигателям современных танков иностранные специалисты предъявляют высокие требования. Так, согласно тактико-техническим требованиям, принятым в США, они должны иметь: небольшие габариты и вес, значительный срок службы, высокие показатели удельной мощности, надёжности работы при температурах от —40° до +59° С и приёмистости при разгоне, лёгкий запуск, низкий удельный расход топлива, способность работать на различных видах топлива, бесшумность работы, ремонтопригодность, низкую стоимость и т. д. Кроме того, они должны легко монтироваться и демонтироваться.
До настоящего времени в зарубежном танкостроении используются главным образом поршневые (бензиновые и дизельные) двигатели. По своим характеристикам они не уступают двигателям других типов (газотурбинные, роторные и т, д.), над которыми ведутся работы.
После второй мировом войны бензиновые двигатели устанавливались на танках капиталистических стран в течение длительного времени. На американских танках применялись четырёхтактные 12-цилиндровые V-образные бензиновые двигатели воздушного охлаждения марки AV-1790-513, -7, -7В, -7С фирмы «Континенталь». На английских танках использовались также четырёхтактные 12-цилиндровые V-образные бензиновые двигатели («Метеор» Мк4В фирмы «Роллс-Ройс»), но жидкостного охлаждения.
Для повышения мощности и уменьшения расхода топлива была разработана аппаратура непосредственного впрыска топлива, заменившая карбюраторы (усовершенствованные американский двигатель AV1-1790-8, английский «Метеор» М120 № 2 Mk1). В настоящее время иностранные специалисты считают конструкцию подобных двигателей устаревшей и дальнейшую их разработку для танков не ведут. Однако такие двигатели ещё находятся в эксплуатации на американских и английских танках, принятых на вооружение в период 1946—1956 годов. По программе модернизации их постепенно заменяют дизельными двигателями.
Дизельные двигатели широко используются в танках капиталистических стран, поскольку расход топлива у них на 40% меньше, чем у бензиновых двигателей, а это имеет важное значение для повышения запаса хода танков. Так, запас хода английских танков «Центурион» Мк7, 8, 9, 10 и американских М47 и М-18, имеющих бензиновые двигатели, не превышает 200 км, а танков «Чифтен» Мк2 и 3, М60, AMX-30 и «Леопард» 1, оснащённых дизельными двигателями, увеличился до 400 — 600 км.
Важным преимуществом дизельных двигателей считается также их cпособность работать на различных видах топлива (многотопливиость). Это достигается, в частности, изменением конструкции камеры сгорания. Во избежание изменения мощности при использовании топлива с различной плотностью на топливном насосе двигателя устанавливается регулируемый упор рейки, который фиксируется в определённом положении (дозирующее устройство).
Однако в иностранной печати указывается, что при создании дизельных двигателей высокой удельной мощности встречаются значительные трудности. Так, для более эффективного сжигания топлива необходимо получить высокую степень сжатия, а чтобы двигатели могли выдержать высокие давления в цилиндрах и большие динамические и температурные напряжения, их надо изготовлять из массивных и прочных деталей.
На современных танках капиталистических стран используются следующие двигатели: четырёх- и двухтактные дизельные воздушного и жидкостного охлаждения, четырёх- и двухтактные многотопливные жидкостного охлаждения, а также комбинированные силовые установки.
Четырёхтактные дизельные двигатели воздушного охлаждения получили широкое распространение главным образом в США и Японии. Они работают при более высоких температурах, чем двигатели с жидкостным охлаждением, в которых температура ограничивается точкой кипения используемой жидкости в герметической системе. Двигатель охлаждается с помощью вентиляторов больших размеров. При их работе создаётся большой шум. Значительный объём таких двигателей занимают ребра (поверхность обычно в 12—20 раз превышает поверхность камеры сгорания).
В США большое распространение получил четырёхтактный дизельный двигатель воздушною охлаждения AVDS-1790-2 и -2А фирмы «Континенталь» (рис. 1). Первоначально он устанавливался на танках М60 и М60А1, а впоследствии на модернизированных ганках М48А3 и М60А2. В настоящее время его применяют также на модернизированных танках M60A1, а также на танках М60А3 и М48А5. Этот V-образный двигатель разработан на базе бензинового двигателя AV-1790-7 (без изменения рабочего объёма цилиндров). У него имеется два турбонагнетателя, а для очистки подаваемого в цилиндры воздуха используются фильтры грубой и тонкой очистки.
Рис. 1. Американский четырёхтактный дизельный двигатель AVDS-1790-2 фирмы «Континенталь»
После второй мировой войны в Японии был разработан двигатель 12НМ аналогичной конструкции. Он установлен на японском среднем танке «61».
Четырёхтактные дизельные двигатели жидкостного охлаждения разрабатываются в основном фирмами ФРГ и Франции. Специалисты в этих странах считают, что такой тип охлаждения позволяет более интенсивно отводить тепло от поршневой группы двигателя. Но с другой стороны, жидкостная система охлаждения требует громоздких радиаторов и вентиляторов, а это усложняет компоновку моторно-трансмиссионного отделения.
Многотопливные двигатели жидкостного охлаждения, разработанные в ФРГ, используются в западногерманской и швейцарской бронетанковой технике. Так, 10-цилиндровый V-образный двигатель МВ-838СаМ300 (рис. 2) установлен на танках «Леопард» 1 и его модернизированных вариантах «Леопард» 1А1 — А4. На танке Р61 нашел применение восьмицилиндровый V-образный двигатель MB-837, а его форсированный вариант мощностью 660 л. с. — на модернизированном варианте танка Р68 — Р68A2. Восьмицилиндровый V-образный двигатель МВ-837Аа используется на западногерманской 90-мм самоходной пушке «Ягдпанцер», а шестицилиндровый вариант с турбонагнетателем МВ-833Еа мощностью 600 л. с. — на боевой машине пехоты «Мардер».
Рис. 2. Западногерманский четырёхтактный многотопливный двигатель МВ-838СаМ500 фирмы MTU
Двигатель МВ-838СаМ500 имеет два нагнетателя с механическим приводом. Система смазки с сухим картером. Для облегчения запуска в зимних условиях служит система подогрева охлаждающей жидкости и масла. Двигатель вместе с системой охлаждения и трансмиссией составляет единый блок, который можно монтировать и демонтировать в течение 30 мин.
На французских танках АМХ-30 установлен четырёхтактный многотопливный двигатель HS110 фирмы «Испано-Сюиза» (рис. 3). Он имеет жидкостное охлаждение и горизонтально-оппозитное расположение цилиндров, а также снабжён двумя турбонагнетателями. Воздух, поступающий в двигатель, очищается двумя воздухоочистителями с масляной ванной. Головка цилиндров имеет вихревую камеру. Топливный насос фирмы «Бош». Система смазки с сухим картером. Для пуска двигателя служат два синхронно работающих стартёра.
Рис. 3. Французский четырёхтактный многотопливный двигатель HS110 фирмы «Испано-Сюиза»
Двухтактные двигатели жидкостного охлаждения разрабатываются главным образом в Великобритании. Наиболее распространённым является многотопливный двигатель L60 фирмы «Лейланд» (рис. 4).
Рис. 4. Английский двухтактный многотопливный двигатель L60 фирмы «Лейланд»
Этот шестицилиндровый двигатель имеет вертикально-оппозитное расположение цилиндров и два коленчатых вала. Верхний (или выпускной) коленчатый вал соединён с нижним коленчатым валом посредством зубчатой передачи. Зубчатый венец маховика и выходной вал приводятся в действие от одной из промежуточных шестерен. Продувка двигателя осуществляется нагнетателем фирмы «Рут». Топливный 12-секционный насос и гидравлический регулятор подачи топлива работают от вспомогательного блока шестерен, подводя топливо к форсункам каждого цилиндра. Система смазки с сухим картером. Двигатель работает на дизельном топливе, авиационном и обычном бензине. Монтаж и демонтаж двигателя производится в сборе с блоком вентилятора. топливными баками, радиаторами, воздухоочистителями, масляным радиатором и трансмиссией.
Английские специалисты указывают, что по сравнению с бензиновым двигатель L60 более экономичен и позволяет увеличивать запас хода танка на 60%. Однако он недостаточно надежён в работе и имеет очень большую высоту.
Двухтактные многотопливные двигатели воздушного охлаждения разрабатываются главным образом в Японии. Двигатель 10ZF типа 21WT фирмы «Мицубиси» установлен на японском танке «74» (STB-6). Между двумя блоками его цилиндров горизонтально расположены два вентилятора. При максимальных оборотах они уменьшают эффективную мощность двигателя с 870 л. с. до 750. Характерные особенности этого двигателя — охлаждение поршней и цилиндров циркуляцией масла, а также наличие для каждого блока цилиндров турбонагнетателей, приводимых в действие одновременно выхлопными газами и передачей от коленчатого вала.
Комбинированные силовые установки объединяют качества дизельных поршневых и газотурбинных двигателей. Впервые такая установка применена на шведском безбашенном танке STRV103B. Она состоит из многотопливного поршневого (основного) двигателя K60 английской фирмы «Роллс-Ройс» и газотурбинного (вспомогательного) двигателя типа 553 американской фирмы «Катерпилер» (рис. 5). Первый аналогичен двигателю L60.
Рис. 5. Шведская комбинированная силовая установка танка STRV103B
Оба двигателя работают одновременно или раздельно. Газотурбинный двигатель используется для запуска поршневого, а также включается во время движения по труднопроходимой местности. При работе двух двигателей крутяший момент передаётся через механическую коробку передач, а в обычных условиях через гидротрансформатор.
В иностранной печати указывается, что комбинированная силовая установка увеличивает вес и габариты танков, привод к газотурбинному двигателю обходится дорого, система управления очень сложная.
В последние годы в зарубежном двигателестроении изыскиваются пути дальнейшего повышения мощности двигателей, увеличения их срока службы, обеспечения высокой экономичности, уменьшения веса и габаритов.
Наиболее перспективными на ближайший период иностранные специалисты считают поршневые четырёхтактные многотопливные двигатели жидкостного охлаждения, которые разрабатываются в западноевропейских странах (ФРГ, Франция, Великобритания). Их основные показатели повышены путём увеличения оборотов до 2500— 2600 об/мин и применения наддува с помощью турбокомпрессоров, использующих энергию выхлопных газов с последующим охлаждением нагнетаемого в цилиндры воздуха. Благодаря этому мощность дизельных двигателей возросла до 1200—1500 л. с., примером служит многотопливный двигатель MB 873Ка500 западногерманских опытных танков «Леопард» 2 и «Леопард» 2AV.
Двигатель МВ-873Ка500 оснащён системой турбонаддува (рис. 6). Каждая из двух групп цилиндров (левая и правая) имеет по два патрубка для отвода части отработавших газов. Энергия их используется для привода турбин нагнетателя. Атмосферный воздух, проходя через комбинированные двухступенчатые воздушные фильтры (первая ступень — воздухоочиститель циклонного типа, вторая — элемент тонкой очистки), нагнетается под давлением в охладители, затем во всасывающие коллекторы, а оттуда в цилиндры двигателя. Для повышения эффективности системы наддува и обеспечения на всех режимах работы двигателя рационального распределения выхлопных газов предполагается установить сопло изменяемого сечения на пути используемых выхлопных газов и отключать вентиляторы системы охлаждения при разгоне танка.
Рис. 6. Западногерманский четырёхтактный многотопливный двигатель МВ-873Ка500 фирмы MTU
Двигатели аналогичной конструкции разрабатываются по Франции (фирмой «Гипербар») и в Великобритании («Роллс-Ройс»). Новые двигатели будут иметь мощность около 1200 л. с.
Западногерманские специалисты планируют создать для перспективных танков четырёхтактные многотопливные двигатели жидкостного охлаждения семейства МВ-840, мощность которых будет составлять до 200 л с. с каждого цилиндра. Другим направлением повышения мощности дизельных двигателей является создание четырёхтактного дизельного двигателя воздушного охлаждения с переменной степенью сжатия. В 1976 году подобный двигатель AVCR-1360, созданный американской фирмой «Континенталь», проходил испытания на опытном образце танка ХМ1 фирмы «Дженерал моторс». Поршень его двигателя состоит из двух основных частей (наружного стакана и вставки), которые взаимно перемещаются относительно друг друга.
Характерная особенность конструкции двигателя AVCR-1360 — автоматическая регулировка максимального давления при частичной и полной нагрузке за счёт получения переменной степени сжатия. Так, при запуске двигатель имеет степень сжатия 12, а при увеличении нагрузки она уменьшается до 10.
Иностранные специалисты уделяют значительное внимание использованию на перспективных танках газотурбинных двигателей. Работы по их созданию ведутся в США, ФРГ, Франции и Великобритании. Основными преимуществами газотурбинных двигателей считаются их высокие объёмная и удельная мощности, лёгкость приспособления к работе на различных видах топлива, незначительная по сравнению с поршневыми двигателями дымность и меньший шум, возможность увеличения крутящего момента и простота конструкции. К основным недостаткам относят несколько больший расход топлива и более высокую стоимость. Кроме того, требующийся для работы значительный объём воздуха усложняет очистку и условия подвода воздуха.
В настоящее время специалисты американской фирмы «Лайкоминг» ведут работы по доводке газотурбинного двигателя AGT-1500. Он был установлен на опытном образце танка ХМ1 фирмы «Крайслер». В 1976 году проходили сравнительные испытания газотурбинного двигателя AGT-1500 с дизельным двигателем AVCR-1360.
Двигатель AGT-1500 — трёхвальный, со стационарным металлическим теплообменником. Его удельный расход топлива примерно соответствует удельному расходу топлива современных поршневых дизельных двигателей. Максимальная температура газов 1100°С, степень повышения давления 14,5, степень регенерации теплообменника 72% на режиме 60-процентной мощности двигателя. До скорости 48 км/ч танк с таким двигателем разгоняется за 10 с.
К числу перспективных танковых двигателей относятся также дизельные варианты роторного двигателя Ванкеля, разрабатываемого в Великобритании. В иностранной печати указывается, что эти двигатели, как и газотурбинные, имеют ряд преимуществ перед поршневыми дизельными, но пока ещё не нашли практического применения в танках из-за недоработки их конструкции и некоторых недостатков.
Продолжаются также работы по использованию на танках комбинированных силовых установок, аналогичных установкам шведского танка STRV103B.
По мнению зарубежных специалистов, применение двигателей мощностью 1200 — 1500 л. с. позволит увеличить скорости движения перспективных танков, значительно улучшить их приёмистость и способность преодолевать подъёмы и другие препятствия. Например, средняя скорость движения по пересеченной местности западногерманского опытного танка «Леопард» 2 и американского танка XМ1 составляет 45—50 км/ч. Удельные мощности новых танков повышаются до 30 л. с./т при одновременном увеличении их веса до 50—52 т.
Тактико-технические характеристики двигателей основных боевых танков иностранных армий приведены в таблице.
Тактико-технические характеристики двигателей основных боевых танков иностранных армии
Проводящиеся в США и некоторых западноевропейских странах активные разработки танковых двигателей свидетельствуют о намерении милитаристских кругов Запада повысить боевые свойства танков как одного из важнейших средств осуществления своих агрессивных замыслов, направленных прежде всего против государств социалистического содружества.
zvo.su
Для заходной картинки я выбрал самый красивый из подобных шедевров – Blastolene Indy Special, созданный Рэнди Граббом.
Давайте посмотрим на автомобили с танковыми двигателями поближе. Первый из них - это...
Blastolene Special. Автомобиль также известен под названием Jay Leno’s Tank Car. Изготовлен он тюнинговой компанией Randy Grubb’s Garage в 2002 году. Дизайн разработан с нуля ; вдохновение почерпнуто из классических гоночных автомобилей, устанавливавших рекорды скорости в 1930 годах на озере в Бонневилле. Двигатель AV-1790-5B – от классического американского танка M47 Patton, и весит этот двигатель 1134 кг. Общая масса всего автомобиля – 3856 кг при том, что корпус очень лёгкий, сделан вручную из алюминия. Сразу же после изготовления Грабб пригласил посмотреть на автомобиль самого Джея Лено – и тот не долго думая машину купил и переназвал. Лено утверждает, что именно этот автомобиль – звезда его коллекции (а в коллекции у него есть такое, что большинству автомобильных фанатов даже не снилось).
Вот сам Джей Лено за рулём Blastolene Special:
Движок чуть ближе:
Немного вживую:
Blastolene Indy Special. Вдохновившись идеей автомобиля с танковым мотором, Рэнди Грабб из Randy Grubb’s Garage построил вторую машину этой серии – на этот раз уже не абстрактного дизайна, а на базе классического гоночного автомобиля Watson Roadster 1952 года выпуска. То есть не совсем на базе – просто Грабб скопировал классический дизайн гоночных Watson, блиставших на трассах 1950-60-х годов. Двигатель на автомобиле тот же, что и на первом, – двенадцатицилиндровый монстр AV-1790-5B от танка M47 Patton мощностью 910 л.с. Машина имеет 4-скоростную автоматическую коробку передач и весит чуть меньше «старшего брата», «всего» 3810 кг.
Это та же машина, что на заходе. Красивая, да-а.
Движок:
Кокпит:
Немного вживую:
Надо заметить, что Рэнди Грабб также сделал безумной красоты (посмотрите на сайте) B702 с дизайном под французский Delahaye 1930 года и 12-цилиндровым двигателем от грузовика; также Piss’d off Pete – хот-род на базе Peterbilt 1960 года с могучим автобусным дизелем Detroit Diesel Series 71 (его тоже купил в итоге Джей Лено).
Rodzilla. Но Рэнди Грабб – не единственный кастомайзер, который додумался поставить танковый дизель на дорожный автомобиль. В 2004 году примеру Рэнди последовал другой владелец автотюнинговой мастерской – Родни Ракер, построив хот-род Rodzilla – всё с тем же «родным» движком AV-1790-5B от M47 Patton. «Родзилла» получила название, слитое из фамилии создателя автомобиля и Годзиллы. Автомобиль получил кузов от Studebaker 1928 года – в отличие от работ Грабба, Ракер – классический хот-род-мейкер и использует настоящие кузова старинных автомобилей. Кузов – ржавый и помятый – нашли на какой-то свалке, говорит Родни. Получилось грубовато, но мощно, ничего не скажешь.
Вот тут Родни Ракер рассказывает о своём шедевре:
Sneaky Pete. Тремя годами позже Родни Ракер снова обратился к теме танкового мотора и построил свой второй танк-хот род Sneaky Pete, на это раз использовав в качестве кузова кабину от грузового Peterbilt 1964 года выпуска. Двигатель – всё тот же, AV-1790-5B от M47 Patton 1951 года выпуска. Масса автомобиля – 4717 кг, при этом хот-род разгоняется до 201 км/ч. На Sneaky Pete Ракер пересёк страну, проехав из Северной Каролины в Калифорнию и потратив по его собственному признанию $9000 на топливо для монстр-машины.
Вот тут машину снимают на видео, правда с опечаткой в названии:
Стоит заметить, что Родни Ракер принимал участие в строительстве Blastolene Special – они (Рэнди Грабб, Родни Ракер и Майкл Лидс) составляли тогда группу кастомайзеров под общим названием Blastolene Brothers. Потом Родни вышел из этой тусовки и начал своё дело. А вообще, я когда-нибудь напишу большую статью об американских кастомайзерах. Они неимоверно прекрасны в большинстве своём.
The Beast. Но четыре автомобиля, созданные Рэнди Граббом и Родни Ракером – это не единственные в мире автомобили с танковыми «движками». Первый такой прецедент создал английский кастомайзер Пол Джеймсон в далёком 1960 году. Использовал он британский танковый двигатель Rolls-Royce Meteor (а не Merlin, как ошибочно утверждается в ряде источников), который устанавливался на танки «Кромвель», «Центурион» и ряд других британских танков. Джеймсон установил двигатель на раму, а затем продал получившееся шасси инженеру компании Epsom Джону Додду, который создал для машины стеклопластиковый кузов и назвал получившееся чудо The Beast Mk1. Сделано это было на деньги компании British Petroleum, которая хотела использовать машину в рекламных целях – и использовала. Автомобиль объездил целый ряд автомобильных салонов и выставок, где демонстрировался на стендах British Petroleum, но по пути со Стокгольмского автосалона загорелся прямо на дороге и полностью сгорел, несмотря на все усилия бывшего за рулём Додда. Впоследствии Додд восстановил Beast (который к тому времени был занесён в Книгу Рекордов Гиннесса как самый мощный легковой автомобиль в мире) и ныне живёт с семьёй и машиной в Испании. Ранняя рекламная фотография машины:
Интересно, что компания Rolls-Royce подала на Додда в суд за использование её символики на автомобиле, выиграла дело и вынудила его заменить эмблематику RR на его собственные инициалы JD. Кузов на машине он также поменял на The Beast Mk2. Вот он с новым кузовом, уже послепожарным.
А Пол Джеймсон впоследствии построил ещё несколько машин уже с авиационным двигателем Rolls-Royce Merlin. Про машины с вертолётными и авиационными «движками» тоже бы интересно рассказать, но их было в истории порядка нескольких сотен, и мне никакого терпения не хватит :)
Вот тут можно посмотреть немного видео про эту машину:
Panzerbike. Но самым диковинным аппаратом с танковым двигателем был вовсе не автомобиль, а… мотоцикл. Построили его в 2007-м немцы из клуба Harzer Bike Schmiede под руководством Тило Нибеля и теперь регулярно демонстрируют на различных европейских байк-шоу. Этого 5,5-метрового зверя приводит в движение советский танковый двигатель В-55, устанавливавшийся на танки Т-55 (причём довольно новый, 1986 года выпуска, если верить создателям мотоцикла). Весит мотоцикл 4740 кг – это мировой рекорд для мотоциклов, занесён в Книгу Рекордов Гиннесса. Все детали мотоцикла были добыты из металлолома – в основном это детали списанной военной техники. Сперва, кстати, байкеры хотели поставить на мотоцикл мотор от Т-34, но затем решили не мелочиться.
Вот он в движении:
KH Mustang. Но и это ещё не всё. Помимо упомянутых выше, вполне подходящим для автомобиля оказался двигатель Ford GAA, устанавливавшийся на танки M4A3 Sherman. По крайней мере так подумал американец Кевин Гайдрих, кастомайзер из компании Kolossal Kustoms. Он установил этот движок на Ford Mustang 1970 года – машина совсем недавно совершила первый выезд из гаража. Выглядит, в общем, достаточно банально, потому что по сравнению с предыдущими Ford GAA – довольно аккуратный и небольшой двигатель.Законченная машина:
Движок (в процессе работы):
Вот тут можно посмотреть несколько видео в процессе работы над машиной:http://www.youtube.com/user/LocomotiveBreth
БОНУС-ТРЕК
Не совсем в тему, но добавлю к перечисленным ещё один автомобиль. Не легковой, но и не грузовой – что-то среднее. Это аэродромный тягач МАЗ-541. Весила штука 28,23 тонны, оснащалась танковым дизелем В-2, применявшимся на тяжёлых танках КВ-1 и КВ-2. Спереди колеса от ЯАЗ-214, а сзади от карьерного самосвала МАЗ-525. Проектировался и разрабатывался это автомобиль для буксировки воздушных судов массой до 85 тонн в 1956 году – это был первый советский аэродромный тягач. Красивый неимоверно. Было изготовлено три машины, некоторое время они использовались, а затем были, как и всё у нас, благополучно порезаны на металл. Подробнее.
Красота. Хотел бы на чём-нибудь таком покататься! :)
nostradamvs.livejournal.com
Украина может считаться одной из законодательниц военной моды в разработке и создании танковых дизельных двигателей. Как известно, в современном мировом танковом парке имеются два типа основных боевых танков: танки с дизельным двигателем, или дизельные танки и танки с газотурбинным двигателем (ГТД), или газотурбинные танки. Дизельные танки находятся в танковых парках армий 111 стран мира, а газотурбинные – в танковых парках армий 9 стран мира.
Современные разработки Харьковского конструкторского бюро по двигателестроению (ХКБД) отвечают самым притязательным требованиям и способны преодолеть качественно новый рубеж в создании танковых дизелей. ХКБД создало целый ряд изделий, уже зарекомендовавших себя как в Украине, так и за рубежом. В трехцилиндровом исполнении созданы двигатели мощностью 280, 400, 500 и 600 л.с. для гусеничных и колесных машин легкой категории, таких как бронетранспортеры, боевые машины пехоты и др.
Хорошо известен уникальный по удельным мощностным и массогабаритным показателям двухтактный турбопоршневой двигатель 5ТДФ мощностью 700 л.с., конструкция которого оказала существенное влияние на облик танка Т-64. Благодаря поперечному расположению в танке, двухстороннему отбору мощности, малой высоте, низкой теплоотдаче снижен силуэт и масса танка. Двигатель и моторное отделение с ним – новое направление в мировом двигателестроении. Мощность двигателя доведена до 1000 л.с.
На базе двигателя в пятицилиндровом исполнении созданы двигатели в шестицилиндровом исполнении 6ТД-1 и 6ТД-2 мощностью 1000 и 1200 л.с. для танков Т-80УД и Т-84. По объему и обеспечиваемой удельной мощности моторного отделения данные двигатели превосходят известные аналоги. Оба двигателя обеспечивают высокие характеристики при эксплуатации в условиях пустыни при температурах окружающей среды до 55 градусов выше нуля, поскольку в их конструкцию внедрен ряд усовершенствований в направлении оптимизации их эксплуатации при высоких температурах. Указанные двигатели являются двухтактными многотопливными дизелями с прямоточной продувкой, с горизонтально расположенными цилиндрами и встречно-движущимися поршнями. Двигатели 6ТД-1 и 6ТД-2 могут работать на различных видах топлива, в том числе: дизельное, бензин, керосин, топливо для реактивных двигателей или же их смесь в любой пропорции.
Особенно важным направлением деятельности в разработках ХКБД является создание вспомогательных энергоагрегатов. Для сохранения ресурса основного двигателя, обеспечения объектов электроэнергией на стоянке, подзарядки аккумуляторов батарей разработаны компактные энергоагрегаты мощностью 8 и 10 кВт, устанавливаемые на танки. Как известно, до 50 % общего времени эксплуатации современный танк проводит в стояночном режиме, а это значит, что вспомогательные энергоагрегаты позволяют продлить ресурс основного двигателя в 2 раза и значительно повысить маскировочные возможности танков. Применение вспомогательных силовых установок также позволяет в разы уменьшить шум работающего танка и «пятно» обнаружения в тепловизоре по выхлопным газам.
Кроме разработок дизельных двигателей, конструкторское бюро по двигателестроению предлагает также свои подходы к модернизации бронетехники. В частности, на примере модернизации танка Т-72 реализуется новая идеология, которую кратко можно назвать так: «три в одном». Революционность подхода состоит в замене штатного двигателя и размещении в моторном отсеке основной силовой установки, вспомогательной силовой установки и компрессора кондиционера. Такая идеология модернизации практически не требует изменений в конструкцию Т-72, что радикально уменьшает время для проведения модернизации и, конечно, существенно снижает ее стоимость. Более того, модернизация может быть проведена в полевых условиях. Эта схема модернизации танков Т-72 позволяет решить сразу несколько задач. Во-первых, за счет установки вместо штатного двигателя нового двигателя 5ТДФМА достигается увеличение мощности до 1050 л.с. Во-вторых, за счет меньших размеров основного двигателя появляется возможность разместить в штатном моторном отсеке вспомогательный агрегат. И, в-третьих, установить в моторный отсек еще и компрессор кондиционера. Такая идеология модернизации практически не требует изменений в конструкцию Т-72, что радикально уменьшает время для проведения модернизации и, конечно, существенно снижает ее стоимость. Модернизация может быть проведена в полевых условиях. В итоге танк получает улучшенные качества по маневренности, существенную экономию ресурса и горюче-смазочных материалов, а также повышенную комфортность работы экипажа и надежность функционирования электроники.
Вместе с тем, Казенное предприятие «Харьковское Конструкторское Бюро по Машиностроению им. А.А.Морозова», которое является ведущим украинским предприятием, специализирующимся на создании танков и другой бронированной гусеничной и колесной техники, предлагает еще одну версию модернизации танка Т-72. Реализованная на Т-72АГ модернизация предусматривает замену штатного двигателя мощностью 780/840 л.с. (который не обеспечивает высоких характеристик при работе в жарких условиях) новым двигателем серии 6ТД (с соответствующими системами обеспечения работы двигателя), который был разработан для танков Т-80УД/Оплот. Съем мощности осуществляется с двух сторон коленчатого вала. Центровка и крепление двигателя осуществляется при помощи двух цилиндрических опор (бугелей), соосных валу отбора мощности и расположенных по торцам двигателя, и передней опоры, расположенной на нижней поверхности двигателя. Такой способ крепления двигателя не требует операции регулировки и центровки при установке двигателя в МТО. Компактность двигателя и особенности конструктивной схемы позволяют разместить его поперечно в МТО танка и соосно с бортовыми коробками перемены передач. Это значительно упрощает трансмиссию танка и обеспечивает минимальные размеры МТО – 3,1 м3.
ru.uos.ua
Танковый двигатель — двигатель внутреннего сгорания, который предназначается для установки на танки; нередко танковые двигатели устанавливаются также на боевых машинах пехоты, бронетранспортёрах, самоходных артиллерийских установках и т.
п.[1][2]Основными требованиями, предъявляемыми к современному танковому двигателю, являются его компактность, надёжность работы в различных климатических условиях, высокие энергетические показатели и экономичность, многотопливность[1].
До Второй мировой войны в качестве танковых, как правило, использовались автомобильные, а позднее и адаптированные авиационные двигатели; к 1950-х годам они были полностью вытеснены моторами специальной разработки. В настоящий момент на современных танках имеют наибольшее распространение дизельные многотопливные форсированные двигатели мощностью 440—625 кВт (600—850 л. с.) и более; применяются также газотурбинные двигатели мощностью до 1100 кВТ (1500 л. с.)[1][2].
Помимо двигателей внутреннего сгорания, в разное время предпринимались также попытки оснастить танки силовыми установками другого типа, не имевшие, однако, особого успеха. Во время Первой мировой войны и межвоенный период существовал (в том числе и в СССР) ряд проектов танков с паровым двигателем. Некоторые паровые танки (например, американский огнемётный паровой танк 1918 года) были реализованы в металле, однако в целом опыты по использованию паровых машин в качестве танковых двигателей оказались неудачными. В период Холодной войны в США активно прорабатывалась концепция так называемого атомного танка, в качестве двигателя на котором должна была использоваться ядерная силовая установка, однако практического воплощения работы в данном направлении не получили.
dal.academic.ru
| Введущих странах НАТО продолжается разработка новых и совершенствование серийно выпускаемых двигателей для танков и других боевых бронированных машин. С этой целью на модернизированные боевые машины устанавливаются, а для создаваемых перспективных разрабатываются двигатели с повышенной мощностью и улучшенными техническими и экономическими характеристиками. При этом зарубежные специалисты для получения заданных характеристик, как правило, идут по пути совершенствования существующих двигателей посредством их форсирования. Ведущими в этой области являются США и Германия. Большая работа по разработке и совершенствованию двигателей проводится и в Великобритании. Так, американскими специалистами центра перспективных исследований, разработок, оценок технологий тактического назначения (TARDEC) ведутся работы по созданию танкового газотурбинного двигателя LV100 мощностью 1 400 л. с. Он создается на базе газотурбинного двигателя AGT 1500, установленного на американском основном боевом танке (ОБТ) Ml <Абраме>, в рамках программы совершенствования передовых технологий и предназначен как для модернизированных, так и перспективных ОБТ, а также машин на их базе. По сравнению с AGT1500 разработчики добились уменьшения габаритных размеров двигателя LV100, а также снижения в 2 раза расхода топлива при работе на холостых оборотах. Разработчики считают, что в пределах существующих габаритных размеров возможно повышение мощности на 20 проц. Двигатель состоит из четырех основных модулей, что упрощает его ремонт и техническое обслуживание. Осецентробежный компрессор двигателя имеет четыре осевые и центробежную ступени, приводимые в движение одноступенчатой турбиной газогенератора. Двухступенчатая система очистки воздуха показала высокую эффективность при испытании в условиях большой запыленности. Старейшим разработчиком танковых дизелей является германская фирма MTU. Двигатели, разработанные фирмой на базе танкового дизеля MB 873 Ка-501, установлены на целый ряд ОБТ, ББМ и машин на их базе германского производства, а также выпускаемых в других странах. Перечень основных серийных дизельных двигателей фирмы и машин, на которых они установлены, приведен в таблице. Одной из последних разработок фирмы MTU является двигатель МТ 883 Ка-523 мощностью 2600 л. с., созданный на базе серийного танкового дизеля MB 873 Ка-501. Новый двигатель форсирован по турбонаддуву и частоте вращения коленчатого вала. Повышение мощности осуществлено за счет установки двух групп параллельных двухступенчатых (низкого и высокого давления) турбонагнетателей (по два в группе) с промежуточным и конечным охлаждением воздуха. Этим двигателем планируется оснастить американскую перспективную плавающую ББМ AAAV. Он должен обеспечивать передвижение машины по суше со скоростью до 72 км/ч, а на плаву - до 45 км/ч. При этом для достижения необходимой мощности при движении по воде предусмотрена работа всех турбонагнетателей, а при передвижении по суше достаточно включения одной группы, что оптимизирует работу двигателя и обеспечивает необходимую мощность и крутящий момент в различных условиях его эксплуатации. Проведены успешные испытания демонстрационного образца МТ 883 Ка-523. В Великобритании фирма <Перкинс> продолжает совершенствовать дизельные двигатели серии CV. В частности, ведутся работы по модернизации серийного двигателя CV-12 мощностью 1 200 л. с., установленного на ОБТ <Челенджер-2>. В результате модернизации его мощность увеличена до 2 000 л. с. Это достигнуто за счет усовершенствования турбонагнетателя, теплообменника, регулирования давления и времени впрыска топлива, что оптимизирует количество его подачи и процесс сгорания, а также использования электронной системы управления двигателем. Некоторые элементы двигателя изготовлены из композиционных материалов. Разработчики считают, что возможно увеличение его мощности до 2 500 л. с. При этом эффективное давление предполагается увеличить с 1,7 до 2,7 МПа. Фирма <Мелкиор текнолоджи> разработала новый компактный двухтактный дизельный двигатель МТ 135 мощностью 1 000 л. с. Конструктивной особенностью двигателя является то, что на нем вместо клапанов оконного типа используются тарельчатые клапаны, размещенные перпендикулярно друг другу, что позволяет осуществлять петлеобразную продувку. Регулирование степени сжатия способствует улучшению работы двигателя при небольших нагрузках, плавному изменению крутящего момента по всему диапазону частоты вращения коленчатого вала двигателя, а также облегчению холодного запуска. Двигатель имеет тройной наддув с промежуточным охлаждением воздуха, при этом давление на входе составляет 1,5-2 МПа, а максимальное давление вспышки - 30 МПа (в четырехтактном дизельном двигателе 0,3 - 0,4 и 1,5 МПа соответственно). Нетрадиционной разработкой в Великобритании фирмой <Ротэри пауэр интерн эшнл> является семейство роторно-поршневых двигателей, которые включают двух-, трех- и пяти- роторные двигатели мощностью 1 040,1 560 и 2 600 л. с. соответственно. Габариты пятироторного двигателя мод. 5290 сопоставимы с габаритами обычного танкового дизеля, в то же время его масса составляет всего около 700 кг. На нем установлены три параллельных турбонагнетателя с охлаждением воздуха за ними, приводимые в действие газогенератором. Продолжаются совместные японо-американские НИОКР в рамках программы <Керамический двигатель для ББМ>. С японской стороны в реализации программы участвует 4-й НИИ научно-исследовательского технического центра (НИТЦ) управления национальной обороны (УНО), который отвечает за фундаментальные исследования технологий композиционных материалов, а с американской стороны - TARDEC, осуществляющий исследования проблем нанесения керамики на металлы. Работы ведутся в рамках концепции создания перспективных боевых бронированных машин XXI века, отвечающих требованиям компактности, малой заметности во всех диапазонах электромагнитного спектра. По оценкам зарубежных специалистов использование в конструкции двигателя керамических материалов с высоким термическим КПД позволяет уменьшить габаритные размеры двигателя и системы охлаждения в 1,5 - 2 раза по сравнению с серийными дизельными двигателями сравнимых мощностных характеристик. В Японии изготовлен экспериментальный одноцилиндровый <керамический> двигатель, на котором проведены испытания уменьшенной системы охлаждения, а также керамических материалов повышенной пластичности. По оценкам специалистов НИТЦ УНО Японии, накоплена достаточная база для создания многоцилиндрового <керамического> двигателя. Стоимость программы НИОКР, рассчитанной до 2002 года, составит 23 млн долларов при равных финансовых затратах стран, участвующих в ней. |
alexfiles99.narod.ru
