Перші проекти
Ідея зробити танк з газотурбінної силовою установкою з`явилася ще тоді, коли ніхто і не думав про проект Т-80. Ще в 1948 році конструкторське бюро турбінного виробництва Ленінградського Кіровського заводу розпочало роботу над проектом танкового ГТД потужністю в 700 кінських сил. На жаль, проект був закритий за безперспективністю. Справа в тому, що 700-сильний двигун, за розрахунками, споживав надзвичайно багато палива. Витрата визнали занадто великим для практичного використання. Трохи пізніше неодноразово робилися спроби сконструювати інші двигуни подібного класу, але вони теж не дали ніякого результату.
У другій половині п`ятдесятих років ленінградські конструктори створили ще один двигун, який дійшов до стадії складання прототипу. Одержаний ВМД-1 не оснащувався теплообмінником і видавав потужність до тисячі кінських сил при витраті палива в 350-355 г / к.с. ч. Незабаром на основі цього двигуна зробили дві модифікації: ГТД1-Гв6 зі стаціонарним теплообмінником і ГТД1-Гв7 з обертовим. На жаль, незважаючи на певний прогрес, все три моделі ВМД мали витрата палива вище розрахункового. Поліпшити цей параметр не представлялося можливим, тому проекти закрили.
В цілому, всі ранні проекти ВМД для сухопутної, в тому числі і гусеничної, техніки не відрізнялися особливими успіхами. Всі вони не змогли дістатися до серійного виробництва. У той же час, в ході розробки і випробувань нових моторів вдалося знайти чимало нових оригінальних технічних рішень, а також зібрати потрібну інформацію. До цього часу сформувалися дві основні тенденції: спроби пристосувати авіаційний двигун для використання на танку і зробити спеціальний ВМД.
На початку шістдесятих років відбулося кілька подій, які позитивно позначилися на всьому напрямку. Спочатку Науково-дослідний інститут двигунів (НІІД) запропонував кілька варіантів моторно-трансмісійного відділення для танка Т-55. Пропонувалися два варіанти газотурбінного двигуна, що відрізнялися один від одного потужністю і споживанням палива. У квітні 1961 року вийшло відповідне розпорядження керівництва країни, згідно з яким НІІД повинен був продовжити роботи по розпочатим проектам, а на Челябінському тракторному заводі створювалося спеціальне конструкторське бюро, зайняте виключно тематикою ВМД.
Челябінські двигуни
Нове бюро отримало індекс ОКБ-6 і об`єднало зусилля з Інститутом двигунів. Результатом проектування став проект ГТД-700. При потужності до 700 к.с. цей двигун споживав 280 г / л.с.ч, що наближалося до необхідних значень. Настільки високі для свого часу характеристики були зумовлені низкою оригінальних рішень. Перш за все необхідно відзначити конструкцію теплообмінника, ресурси якого були оптимізовані в плані перетину і швидкості течії газів. Крім того, на роботі двигуна благотворно позначився новий одноступінчатий очисник повітря циклонного типу, який затримував до 97% пилу. У 1965 році почалися випробування двох перших зразків ГТД-700. Робота двигунів на стенді показала всі переваги застосованих рішень, а також дозволила вчасно визначити і виправити наявні проблеми. Незабаром зібрали ще три двигуни ГТД-700, один з яких пізніше було встановлено на досвідчений танк 'Об`єкт 775Т'. У березні 1968 року пройшов перший запуск газотурбінного двигуна на танку і через кілька днів почалися ходові випробування. До квітня наступного року експериментальний танк пройшов близько 900 кілометрів при напрацюванні двигуна близько 100 годин.
Незважаючи на наявні успіхи, в 1969 році випробування двигуна ГТД-700 завершилися. В цей час припинилися роботи над ракетним танком 'Об`єкт 775' і, як наслідок, його газотурбінної модифікацією. Однак розвиток двигуна не зупинилося. За результатами випробувань співробітники НІІД провели кілька досліджень і прийшли до позитивних висновків. Як виявилося, конструкція ГТД-700 дозволяла довести потужність до рівня близько 1000 к.с., а витрата палива знизити до 210-220 г / л.с.ч. Перспективна модифікація двигуна отримала позначення ГТД-700м. Її розрахункові характеристики виглядали багатообіцяюче, що призвело до подальших розробок. ВНІІТрансмаш (перейменований ВНДІ-100) і конструкторське бюро ЛКЗ зробили спробу встановити ГТД-700м на танки 'Об`єкт 432' і 'Об`єкт 287'. Однак ніяких практичних результатів домогтися не вдалося. Моторно-трансмісійне відділення першого танка виявилося недостатньо великим для розміщення всіх агрегатів силової установки, а другий проект незабаром був закритий за безперспективністю. На цьому історія двигуна ГТД-700 закінчилася.
ГТД-3 для 'Об`єкту 432'
Одночасно з НІІД і челябінськими конструкторами над своїми проектами ВМД працювали в омському ОКБ-29 (зараз Омський моторобудівне конструкторське бюро) і ленінградському ОКБ-117 (завод ім. В.Я. Климова). Варто зазначити, основним напрямком роботи цих підприємств була адаптація авіаційних двигунів до танкових 'потреб'. Цим фактом обумовлений цілий ряд особливостей одержані двигунів. Одним з перших переробці піддався вертолітний турбовальний двигун ГТД-3, розроблений в Омську. Після адаптації для використання на танку він отримав новий індекс ГТД-3Т і трохи втратив в потужності, з 750 до 700 к.с. Витрата палива в танковому варіанті становив 330-350 г / л.с.ч. Таке споживання пального було занадто велике для практичного використання двигуна, але ГТД-3Т все ж був встановлений на ходовий макет, базою для якого послужив танк Т-54. Пізніше подібний експеримент провели з танком Т-55 (проект ВНДІ-100) і з 'Об`єктом 166ТМ' (проект Уралвагонзавода). Примітно, що після випробувань свого досвідченого зразка тагільського конструктори прийшли до висновку про недоцільність продовження робіт по газотурбінної тематиці і повернулися до створення танків з дизельними двигунами.
У 1965 році ОКБ-29 і ВНДІ-100 отримали завдання доопрацювати двигун ГТД-3Т для використання на танку 'Об`єкт 432', який незабаром був прийнятий на озброєння під позначенням Т-64. В ході такого доопрацювання двигун отримав нове позначення ГТД-3ТЛ і ряд змін в конструкції. Змінилися конструкція компресора і корпусу турбіни, з`явилася система перепуску газів після компресора, створені два нових редуктора (один в складі рухового апарату, інший розташовувався на корпусі танка), а також перероблена вихлопна труба. Маючи порівняно невеликі габарити, двигун ГТД-3ТЛ добре вписався в моторно-трансмісійне відділення 'Об`єкту 432', а у вільних об`ємах вмістилися додаткові баки на 200 літрів палива. Варто відзначити, в МТО танка довелося ставити не тільки новий двигун, але і нову трансмісію, пристосовану для роботи з газотурбінним двигуном. Крутний момент двигуна передавався на головний редуктор і розподілявся на дві бортові планетарні коробки передач. У конструкції нової трансмісії широко використовувалися деталі вихідної системи 'Об`єкту 432'. З огляду на специфічних вимог двигуна до подачі повітря довелося заново спроектувати обладнання для підводного водіння, що має в своєму складі воздухопітающіе і вихлопні труби більшого діаметру.
В ході проектування двигуна ГТД-3ТЛ, з метою перевірки деяких ідей, на танку Т-55 встановили мотор ГТД-3Т. Танк з газотурбінним двигуном порівняли з аналогічною бронемашиною, обладнаної стандартним дизелем В-55. В результаті цих випробувань підтвердилися всі попередні розрахунки. Так, середня швидкість досвідченого танка виявилася трохи вищою за швидкість серійного, але за це перевага довелося платити в 2,5-2,7 рази вищим витратою палива. При цьому до моменту порівняльних випробувань не були досягнуті необхідні характеристики. Замість необхідних 700 к.с. ГТД-3ТЛ видавав лише 600-610 і спалював близько 340 г / л.с.ч замість потрібних 300. Підвищений витрата палива призвів до серйозного зменшення запасу ходу. Нарешті, ресурс в 200 годин не дотягував навіть до половини від заданих 500. Виявлені недоліки були враховані і незабаром з`явився повноцінний проект ГТД-3ТЛ. До кінця 1965 року ОКБ-29 і ВНДІ-100 спільними зусиллями завершили розробку нового двигуна. За основу для нього був взятий не танковий ГТД-3Т, а авіаційний ГТД-3Ф. Новий двигун розвивав потужність до 800 к.с. і споживав не більше 300 г / л.с.ч. У 1965-66 роках виготовили два нових двигуна і перевірили їх на танку 'Об`єкт 003', що був доопрацьований 'Об`єкт 432'.
Одночасно з випробуваннями танка 'Об`єкт 003' йшла розробка 'Об`єкту 004' і силової установки для нього. Передбачалося використовувати двигун ГТД-3ТП, мав велику потужність в порівнянні з ГТД-3ТЛ. Крім того, мотор з індексом 'ТП' повинен був розміщуватися не поперек корпусу танка, а вздовж, що спричинило за собою перекомпонування деяких агрегатів. Основні шляхи розвитку залишилися колишніми, але їх нюанси зазнали певних коректив, пов`язаних з виявленими проблемами газотурбінних двигунів. Довелося серйозно доопрацювати систему забору і фільтрації повітря, а також відведення вихлопних газів. Ще одне серйозне питання стосувався ефективного охолодження двигуна. Створення нової трансмісії, підвищення характеристик і доведення моторесурсу до необхідних 500 годин також залишилися актуальними.
Найбільшим змінам піддалася дах моторно-трансмісійного відділення і кормової лист бронекорпуса. Дах зробили з порівняно тонкого і легкого листа з вікнами, на яких розмістили жалюзі повітрозабірного пристрою. У кормі з`явилися отвори для викиду газів двигуна і повітря з системи охолодження. Для підвищення живучості ці отвори прикрили броньованим ковпаком. Двигуни і деякі агрегати трансмісії зміцнили на заново розробленої рамі, яка монтувалася на бронекорпусів без доробок останнього. Сам двигун встановили поздовжньо, з невеликим зсувом від осі танка вліво. Поруч з ним розмістилися паливний і масляний насоси, 24 прямоточних циклону системи очищення повітря, компресор, стартер-генератор і т.п.
Двигун ГТД-3ТП міг видавати потужність до 950 к.с. при витраті палива в 260-270 г / л.с.ч. Характерною рисою цього двигуна стала його схема. На відміну від попередніх моторів сімейства ГТД-3 він був зроблений по двохвальною системі. З двигуном була пов`язана чотиришвидкісна трансмісія, розроблена з урахуванням характерних для газотурбінного двигуна навантажень. Згідно з розрахунками, трансмісія могла працювати протягом всього терміну служби двигуна - до 500 годин. Бортові коробки передач мали той же розмір, що і на вихідному 'Об`єкті 432' і містилися на вихідних місцях. Приводи управління агрегатами двигуна і трансмісії в більшості своїй розташовувалися на старих місцях.
Наскільки відомо, 'Об`єкт 004' так і залишився на кресленнях. В ході його розробки вдалося вирішити кілька важливих питань, а також визначити плани на майбутнє. Незважаючи на зменшення помітності танка з ВМД в інфрачервоному спектрі, покращився якість очищення повітря, створення спеціальної трансмісії і т.п., витрата палива залишався на неприпустимому рівні.
ВМД з Ленінграда
Ще одним проектом, який розпочався в 1961 році, були ленінградські дослідження перспектив турбовальних двигуна ГТД-350. Ленінградські Кіровський завод і Завод ім. Климова спільними зусиллями почали вивчати поставлений перед ними питання. Як стенду самих для перших досліджень застосовувався серійний трактор К-700. На нього встановили двигун ГТД-350, для роботи з яким довелося трохи доопрацювати трансмісію. Незабаром почався ще один експеримент. На цей раз 'платформою' для газотурбінного двигуна став бронетранспортер БТР-50П. Подробиці цих випробувань не стали надбанням громадськості, але відомо, що за їх результатами двигун ГТД-350 визнали придатним для використання на сухопутної техніки.
На його базі створили два варіанти двигуна ГТД-350т, з теплообмінником і без. Без теплообмінника газотурбінний двигун двохвальною системи з вільною турбіною розвивав потужність до 400 к.с. і мав витрата палива на рівні 350 г / л.с.ч. Варіант з теплообмінником був відчутно економічніше - не більше 300 г / л.с.ч., Хоча і програвав в максимальній потужності близько 5-10 к.с. На основі двох варіантів двигуна ГТД-350т були зроблені силові агрегати для танка. При цьому, зважаючи на порівняно малій потужності, розглядалися варіанти з застосуванням як одного двигуна, так і двох. В результаті порівнянь найбільш перспективним був визнаний агрегат з двома двигунами ГТД-350т, які розміщувалися уздовж корпусу танка. У 1963 році почалася збірка дослідного зразка такої силової установки. Його встановили на шасі експериментального ракетного танка 'Об`єкт 287'.
У 1966-67 роках цей танк пройшов заводські випробування, де підтвердив і скорегував розрахункові характеристики. Однак головним результатом поїздок по полігону стало розуміння того, що перспективи спареної системи двигунів сумнівні. Силова установка з двома двигунами і оригінальним редуктором вийшла складніше у виробництві і експлуатації, а також дорожче, ніж один ВМД еквівалентної потужності зі звичайною трансмісією. Робилися деякі спроби розвинути дводвигунових схему, але в підсумку конструктори ЛКЗ і Заводу ім. Климова зупинили роботи в цьому напрямку.
Варто відзначити, проекти ГТД-350т і 'Об`єкт 288' були закриті тільки в 1968 році. До цього часу, за наполяганням замовника в особі Міноборони, відбулися порівняльні випробування відразу декількох танків. У них брали участь дизельні Т-64 і 'Об`єкт 287', а також газотурбінні 'Об`єкт 288' і 'Об`єкт 003'. Випробування були суворими і проходили на різних місцевостях і в різних погодних умовах. В результаті з`ясувалося, що при наявних перевагах в частині габаритів або максимальної потужності існуючі газотурбінні двигуни менш придатні для практичного застосування, ніж освоєння в виробництві дизелі.
Незадовго до припинення робіт по тематиці спарених двигунів конструктори ЛКЗ і Заводу ім. Климова зробили два ескізних проекту, має на увазі установку на танк 'Об`єкт 432' спареної установки з перспективними двигунами ГТД-Т потужністю по 450 к.с. Розглядалися різні варіанти розміщення двигунів, але в підсумку обидва проекти не отримали продовження. Сприяння силові установки виявилися незручними для практичного застосування і більш не використовувалися.
Двигун для Т-64А
Прийнятий на озброєння в шістдесятих роках танк Т-64А при всіх своїх перевагах не була позбавлена недоліків. Високий ступінь новизни і кілька оригінальних ідей стали причиною технічних і експлуатаційних проблем. Чимало нарікань викликав двигун 5ТДФ. Зокрема, і через них було вирішено всерйоз зайнятися перспективним ВМД для цього танка. У 1967 році з`явилася відповідна постанова керівництва країни. До цього часу вже був певний досвід в сфері оснащення танка 'Об`єкт 432' газотурбінної силовою установкою, тому конструкторам не довелося починати з нуля. Навесні 1968 го року на ленінградському Заводі ім. Климова розгорнулися проектні роботи по двигуну ГТД-1000Т.
Головним питанням, що стояли перед конструкторами, було зниження витрати палива. Решта нюанси проекту вже були відпрацьовані і не потребували настільки велику увагу. Покращувати економічність запропонували декількома шляхами: підвищити температуру газів, поліпшити охолодження елементів конструкції, модернізувати теплообмінник, а також підвищити ККД всіх механізмів. Крім того, при створенні ГТД-1000Т застосували оригінальний підхід: координацією дій декількох підприємств, зайнятих у проекті, повинна була займатися зведена група з 20 їхніх працівників, які представляли кожну організацію.
Завдяки такому підходу досить швидко вдалося визначитися з конкретним виглядом перспективного двигуна. Таким чином, в плани входило створення трехвальние ВМД з двохкаскадним турбокомпресором, кільцевої камерою згоряння і охолоджується сопловим апаратом. Силова турбіна - одноступенева з регульованим сопловим апаратом перед нею. У конструкцію двигуна ГТД-1000Т відразу ввели вбудований понижуючий редуктор, який міг перетворювати обертання силової турбіни зі швидкістю близько 25-26 тис. Оборотів в хвилину в 3-3,2 тис. Вихідний вал редуктора розмістили таким чином, що він міг передавати крутний момент на бортові коробки передач 'Об`єкту 432' без зайвих деталей трансмісії.
За пропозицією співробітників ВНІІТрансмаш, для очищення повітря, що поступає застосували блок прямоточних циклонів. Виведення виділеної з повітря пилу було обов`язком додаткових відцентрових вентиляторів, які, крім того, обдували масляні радіатори. Використання такої простої і ефективної системи очищення повітря призвело до відмови від теплообмінника. У разі його використання для досягнення необхідних характеристик потрібно очищати повітря майже на всі 100%, що було, як мінімум, дуже складно. Двигун ГТД-1000Т без теплообмінника міг працювати навіть якщо в повітрі залишалося до 3% пилу.
Окремо варто відзначити компоновку двигуна. На корпусі власне газотурбінного агрегату встановили циклони, радіатори, насоси, маслобак, компресор, генератор і інші частини силової установки. Одержаний моноблок мав габарити, придатні для установки в моторно-трансмісійне відділення танка Т-64А. Крім того, в порівнянні з оригінальною силовою установкою, двигун ГТД-1000Т залишав всередині броньованого корпусу обсяг, достатній для розміщення баків на 200 літрів палива.
Навесні 1969 року почалася збірка дослідних екземплярів Т-64А з газотурбінної силовою установкою. Цікаво, що в створенні прототипів брали участь відразу кілька підприємств: Ленінградський Кіровський і Іжорський заводи, Завод ім. Климова, а також Харківський завод транспортного машинобудування. Трохи пізніше керівництво оборонної промисловості вирішило побудувати дослідну партію з 20 танків Т-64А з газотурбінної силовою установкою і розподілити їх по різним випробуванням. 7-8 танків призначалися для заводських, 2-3 для полігонних, а що залишилися машини повинні були пройти військові випробування в різних умовах.
За кілька місяців випробувань в умовах полігонів і випробувальних баз було зібрано потрібну кількість інформації. Двигуни ГТД-1000Т показали всі свої переваги, а також довели придатність для використання на практиці. Однак з`ясувалася інша проблема. При потужності в 1000 л.с. двигун не дуже вдало взаємодіяв з наявної ходовою частиною. Її ресурс помітно знижувався. Більш того, до моменту закінчення випробувань майже всі двадцять досвідчених танків потребували ремонту ходової або трансмісії.
На фінішній прямій
Найочевиднішим рішенням проблеми виглядала доопрацювання ходової частини танка Т-64А для використання разом з ВМД-1000Т. Однак такий процес міг зайняти занадто багато часу і з ініціативою виступили конструктори ЛКЗ. На їхню думку, потрібно було не модернізувати наявну техніку, а створювати нову, спочатку розраховану під великі навантаження. Так з`явився проект 'Об`єкт 219'.
Як відомо, за кілька років розробки цей проект встиг зазнати масу змін. Коректувалися майже всі елементи конструкції. Точно так же доопрацюванням піддався і двигун ГТД-1000Т і пов`язані з ним системи. Мабуть, найголовнішим питанням в цей час було підвищення ступеня очищення повітря. В результаті маси досліджень вибрали очисник повітря з 28 циклонами, оснащеними вентиляторами з особливою формою лопаті. Для зменшення зносу деякі деталі циклонів покрили поліуретаном. Зміна Повітроочисні системи скоротило надходження пилу в двигун приблизно на один відсоток.
Ще під час випробувань в Середній Азії проявилася інша проблема газотурбінного двигуна. У тамтешніх грунтах і пісках був підвищений вміст кремнезему. Така пил, потрапивши в двигун, спікається на його агрегатах у вигляді склоподібної кірки. Вона заважала нормальному перебігу газів в тракті двигуна, а також збільшувала його знос. Цю проблему намагалися вирішити за допомогою спеціальних хімічних покриттів, вприскування в двигун особливого розчину, створення навколо деталей повітряного прошарку і навіть застосування деяких матеріалів, поступово руйнується і несли з собою пригоріла пил. Однак жоден із запропонованих методів не допоміг. У 1973 році цю проблему вирішили. Група фахівців Заводу ім. Климова запропонувала встановити на найбільш піддану забруднення частина двигуна - соплової апарат - спеціальний Пневмовібратори. При необхідності або через певний проміжок часу в цей агрегат подавалося повітря від компресора і соплової апарат починав вібрувати з частотою в 400 Гц. Налиплі частинки пилу буквально струшує і видувалися вихлопними газами. Трохи пізніше вібратор замінили вісьмома пневмоударниками більш простої конструкції.
В результаті всіх доопрацювань нарешті вдалося довести ресурс двигуна ГТД-1000Т до необхідних 500 годин. Витрата палива танків 'Об`єкт 219' був приблизно в 1,5-1,8 рази більше, ніж у бронемашин з дизельними двигунами. Відповідним чином скоротився і запас ходу. Проте, за сукупністю технічних і бойових характеристик танк 'Об`єкт 219сп2' визнали придатним для прийняття на озброєння. У 1976 році вийшла постанова Радміну, в якому танк отримав позначення Т-80. Надалі ця бронемашина зазнала ряд змін, на її базі було створено кілька модифікацій, в тому числі і з новими двигунами. Але це вже зовсім інша історія.
За матеріалами сайтів:
журнал '' Техніка і озброєння: вчора, сьогодні, завтра ... ''
http://armor.kiev.ua/
http://army-guide.com/
http://t80leningrad.narod.ru/
Війна, якої не було. 13 серія. 'Танк Т-80. Досконала зброя'
Читайте також: