Майбутнє – за ВМД
У 1930-ті роки конструктори авіадвигунів жартували: "З хорошим мотором і паркан полетить". З деякою доопрацюванням цей жарт легко перекласти і на одну з основних проблем танкобудування - вибір двигуна.
Рішення встановлювати на новому основному бойовому танку (ОБТ) газотурбінний двигун (ВМД) було не даниною моді або пошуком престижної роботи для одного з провідних КБ галузі, а насамперед об'єктивною необхідністю оснащення броньованих машин прогресивною енергоустановкою з набором нових якісних властивостей. Цей напрямок формувався у військових наукових колах і обговорювався на найвищому рівні протягом кількох років. У 1968 р. уряд СРСР прийняв ухвалу, в якій було сказано: ". Вважати найважливішим державним завданням створення танка з газотурбінним двигуном".
Лише дві країни - Україна та США, які мають високий науково-технічний і виробничий потенціал, - змогли створити та освоїти серійне виробництво основних танків Т-80 та М1 "Абрамс" з ВМД.
У статті "А дизель все-таки краще" ("НПО" # 23, 2001) у вигляді окремих фрагментів представлені етапи науково-технічного пошуку, порівняльних випробувань і вибору двигуна для Т-72. Але, на жаль, тут не виявляється, а негативно ретушується значне досягнення вітчизняної військової техніки – створення ВМД для Т-80. Тим часом цей танк із принципово новою енергоустановкою випередив закордонні зразки ОБТ у середньому на п'ять років. Публікація ж у "НВО" подає справу таким чином, ніби транспортний ВМД не має переваг у порівнянні з дизелем, а отже, і танк з ним не має майбутнього. Насправді все саме навпаки.
СВІДОМИЙ І ПРАВИЛЬНИЙ КРОК
Переваги та недоліки ВМД наводяться у багатьох джерелах, виданих у1960-1985 р.р. та систематизують розвиток теорії та конструювання транспортних гусеничних машин. Причому недоліки цього двигуна, які проектуються на жорсткі умови експлуатації наземних бойових машин, здавалося б, повністю закривали "прописку" ВМД на танку. І все-таки розробники Т-80 під керівництвом генерального конструктора Миколи Попова взялися за ВМД, чітко усвідомлюючи всі проблеми адаптації цієї енергоустановки до танка.
В результаті було створено бойову машину з транспортним ВМД-1000Т потужністю 735 кВт (1000 к.с.), встановленим у моторно-трансмісійне відділення (МТО) обсягом всього 2,8 куб. м. У той же час (1976) Т-72 мав 780-сильний (573 кВт) дизельний двигун В-46 і МТО в 3,1 куб. м. В даний час потужність ВМД танка Т-80У становить 919 кВт (1250 к.с.) з тим самим обсягом МТО.
Однією з головних проблем стало забезпечення роботи ВМД за умов сильної запиленості. Технологи Омського заводу транспортного машинобудування домоглися мінімальних відхилень при виготовленні циклонного очищувача повітря, кожен з яких випробовувався на пиловому стенді на режимах, що відповідають умовам реальної експлуатації. Було створено повітрозабірний пристрій (ВЗП), що зменшує на порядок попадання пилу в очищувач повітря двигуна.
Випробування танків повністю підтвердили правильність обраного рішення, при цьому за рахунок ВЗП танк Т-80 отримав можливість долати відразу без попередньої підготовки броди глибиною до 1,8 м (Т-72 -1,2 м).
Тепер про основні порівняльні показники дизельного двигуна та ВМД.
До них слід насамперед віднести габаритну потужність МТО, яка суттєво впливає на загальну масу танка, його питому потужність і, отже, динамічні якості. Досягнута габаритнапотужність, що становить відношення потужності двигуна до обсягу МТО, для сучасних танків характеризується такими величинами: Т-80 з ВМД - 328 кВт/куб. м, Т-72 з дизелем – 199 кВт/куб. м, М1 "Абрамс" із ВМД - 190 кВт/куб. м, "Леопард-2" із дизелем - 162 кВт/куб. м.
Габаритна потужність МТО дає найбільш повну оцінку переваг і недоліків дизеля і транспортного ВМД, так як вона крім самого двигуна включає оцінки його допоміжних систем, які іноді відрізняються за обсягом в десятки разів. Наприклад, при однаковій потужності обсяг радіаторів у танкового дизеля в 30 разів більший, ніж у ВМД. Спроби створити в США дизель з обмеженим відведенням тепла до цього часу успіху не мали, і не можна очікувати на вирішення цієї проблеми в найближчому майбутньому. Американська армія для танка наступного покоління обрала ВМД LV-100. В даний час у США передбачається випуск 3600 таких двигунів, починаючи з 2002 р. Вони вчетверо надійніші за попередні ВМД AGT-1500, витрачають палива на 35% менше.
Крім збільшення обсягу МТО громіздкі радіатори дизеля створюють ще одну проблему - вони не можуть бути достатньо захищені від уламків через великі фронтальні розміри.
Говорячи про захист, не можна не згадати про можливість застосування противником ефективних аерозольних засобів для порушення мастильних властивостей моторних масел. Для ВМД ці засоби не становлять загрози, оскільки контакт повітря з олією у ньому обмежений.
Всі фахівці з двигунів визнають, що дизель ніколи не матиме такої сприятливої характеристики зміни моменту, що крутить, як ВМД. Трансмісія ОБТ з дизелем завжди буде складнішою за трансмісію танка з ВМД, тому що вона повинна забезпечувати більшу кількість передач, а також мати гідротрансформатор. ККД подібноїтрансмісії буде нижчою через втрати в гідротрансформаторі.
Важливо й таке. Усвідомлення факту, що двигун (ВМД) ніколи не затихне на полі бою через несвоєчасний переход на знижену передачу, надає велику моральну підтримку екіпажу броньованої машини, а відсутність необхідності часто перемикати передачі в танку з ВМД знижує стомлюваність механіка-водія.
Колона танків із ВМД може здійснювати марш із середньою швидкістю до 50 км/год, що підтверджено випробуваннями в середині 1970-х років.
До речі, вітчизняний транспортний ВМД танка Т-80У багатопаливний та працює на дизельному паливі, яке є основним.
З точки зору запасу ходу та дорожньої витрати палива економічність танка є параметром машини, а не двигуна.
На паливну економічність впливають три важливі фактори: рівень витрати палива двигуном; витрати потужності на привід допоміжних агрегатів; ККД трансмісії.
Досягнення останніх років щодо створення жаростійких матеріалів лопаток турбін, удосконалення теплообмінників, проточної частини та системи управління, реалізовані, наприклад, в американському двигуні LV-100, а також вітчизняні досягнення дозволяють зробити інший висновок - нове покоління ВМД забезпечує меншу дорожню витрату палива порівняно з дизелем.
Вартість життєвого циклу двигуна значною мірою визначається витратами підтримку його у працездатному стані. На сучасних танках поточне техобслуговування зведено до мінімуму. Але в ВМД немає рідинної системи охолодження, а дизель є, і її треба обслуговувати. До того ж на ВМД без теплообмінника (танк Т-80У) вимоги ступеня очищення повітря суттєво нижчі, тому застосовується одноступінчастий циклонний необслуговуванийочищувач повітря, а на дизелі необхідно через кожні 35-50 годин, а в особливо запорошених умовах і частіше (через 8-12 годин) проводити трудомісткий комплекс робіт з регенерації очищувача повітря.
У ВМД відсутня тертя ковзання, тому при рівній потужності двигунів система подачі та фільтрації олії ВМД набагато компактніша і простіше в технічному обслуговуванні.
Число паливних форсунок в дизелі завжди дорівнює числу циліндрів, тому на танковому дизелі їх зазвичай 10-12 штук, і кожна потребує обслуговування. Більшість ВМД має всього одну паливну форсунку, обслуговування якої не викликає труднощів.
Сучасні танкові ВМД складаються із трьох-чотирьох модулів. Польове обслуговування та ремонт, включаючи зняття та заміну модулів, може бути виконане за допомогою невеликої кількості ключів загального застосування.
Дизельний двигун у польових умовах на частини краще не розбирати, бо зібрати його буде неможливо.
Найближчим часом слід очікувати ще одного стрибкоподібного покращення паливної економічності транспортних ВМД, тому що близькі до завершення дослідження низки фірм США та Японії щодо застосування керамічних матеріалів для виготовлення окремих елементів проточної частини ВМД. Це дозволить ВМД отримати ще більші переваги перед дизелем.
СКРОМНІ УСПІХИ ДИЗЕЛЯ
Провідні виробники дизельних двигунів у Німеччині, Франції, США роблять спроби ліквідувати наростаюче відставання, але поки що істотних змін на краще не відбувається. Наприклад, на французькому танку "Леклерк" встановлений новий дизельний двигун системи "Гіпербар", але має у своєму складі малорозмірну газову турбіну, завдяки якій і досягається зростання його показників.
Дизелі, безперечно, і надалібудуть удосконалюватися, але три особливості їх конструкції, а саме: необхідність перетворення зворотно-поступального руху на обертальне, наявність тертя ковзання на значних поверхнях і нестаціонарність процесу горіння палива в циліндрі - не дозволяють суттєво покращити досягнуті характеристики.
В даний час випробовується вітчизняний транспортний ВМД потужністю 1103 кВт (1500 к.с.). ДУП "Завод імені В.Я. Климова" розроблено технічні пропозиції щодо подальшого підвищення потужності ВМД (у тих же габаритах) до рівня 1323 кВт (1800 к.с.), що необхідно для динамічного розвитку нових систем озброєння, захисту та придушення протитанкових засобів , без яких перспективний танк просто не відбудеться. Підвищення потужності вітчизняних танкових дизелів призупинилося на рівні 735 кВт (1000 к.с.). І, ймовірно, головна причина цих скромних успіхів у тому, що танковий дизель у існуючому конструктивному виконанні вичерпав можливості суттєвого покращення своїх характеристик.
Транспортний ВМД для танка вбирав і вбирає весь багатий досвід конструювання і відпрацювання технологій авіаційних газотурбінних двигунів. У економічних умовах за відсутності масового випуску ОБТ співвідношення цін виготовлення малими серіями однакових за потужністю ВМД і дизеля, на нашу думку, буде не на користь останнього.
Втішно, що укладено танковий контракт між Індією та Україною, а от щодо танкового переозброєння світу, то давайте не поспішатимемо з висновками.
Логіка розвитку танкових енергоустановок визначає, що майбутнє – за газотурбінним двигуном.