Центробежная ступень компрессора ТВаД.

Сегодня продолжаем серию рассказов о типах авиационных двигателей.

Как известно, основной узел любого газотурбинного двигателя (ГТД) – это турбокомпрессор. В нем компрессор работает в связке с турбиной , которая его вращает. Функции турбины этим могут и ограничиться. Тогда вся оставшаяся полезная энергия газового потока, проходящего через двигатель, срабатывается в выходном устройстве (реактивном сопле ). Как говорил мой преподаватель «спускается на ветер»:-). Тем самым создается реактивная тяга и ГТД становится обычным (ТРД).

Но можно сделать и по-другому. Турбину ведь можно заставить кроме компрессора вращать и другие нужные агрегаты, используя ту самую оставшуюся полезную энергию. Это может быть, например, самолетный . В этом случае ГТД становится уже , в котором 10-15% энергии все же расходуется «на воздух»:-), то есть создает реактивную тягу.

Принцип работы турбовального двигателя.

Но если вся полезная энергия в двигателе срабатывается на валу и через него передается для привода агрегатов, то мы уже имеем так называемый турбовальный двигатель (ТваД ).

Такой двигатель чаще всего имеет свободную турбину . То есть вся турбина как бы поделена на две части, между собой механически несвязанные. Связь между ними только газодинамическая . Газовый поток, вращая первую турбину, отдает часть своей мощности для вращения компрессора и далее, вращая вторую, тем самым через вал этой (второй) турбины приводит в действие полезные агрегаты. Сопла на таком двигателе нет. То есть выходное устройство для отработанных газов конечно имеется, но соплом оно не является и тяги не создает. Просто труба… Зачастую еще и искривленная:-).

Компоновка двигателя Arriel 1E2.

Турбовальный двигатель ARRIEL 1E2.

Eurocopter BK 117 c 2-мя турбовальными двигателями Arriel 1E2.

Выходной вал ТваД, с которого снимается вся полезная мощность, может быть направлен как назад, через канал выходного устройства, так и вперед, либо через полый вал турбокомпрессора, либо через редуктор вне корпуса двигателя.

Компоновка двигателя Arrius 2B2.

Турбовальный двигатель ARRIUS 2B2.

Eurocopter EC 135 с 2-мя турбовальными двигателями Arrius 2B2.

Надо сказать, что редуктор – непременная принадлежность турбовального двигателя . Ведь скорость вращения как ротора турбокомпрессора, так и ротора свободной турбины велика настолько, что это вращение не может быть напрямую передано на приводимые агрегаты. Они просто не смогут выполнять свои функции и даже могут разрушиться. Поэтому между свободной турбиной и полезным агрегатом обязательно ставится редуктор для снижения частоты вращения приводного вала.

Компоновка двигателя Makila 1A1.

Турбовальный двигатель MAKILA 1A1

Eurocopter AS 332 Super Puma с 2-мя турбовальными двигателями Makila 1A1

Компрессор у ТваД может быть (если двигатель мощный) либо . Часто компрессор бывает и смешанным по конструкции, то есть в нем есть как осевые, так и центробежные ступени. В остальном принцип работы этого двигателя такой же, как и у ТРД. Примером разнообразия конструкций ТваД могут служить двигатели известной французской двигателестроительной фирмы TURBOMEKA . Здесь я представляю ряд иллюстраций на эту тему (их сегодня вообще много как-то получилось:-)… Ну много — не мало… :-)).

Компоновка двигателя Arrius 2K1

Турбовальный двигатель ARRIUS 2K1.

Вертолет Agusta A-109S с 2-мя турбовальными двигателями Arrius 2K1.

Основное свое применение турбовальный двигатель находит сегодня конечно же в авиации, по большей части на . Его часто и называют вертолетный ГТД. Полезная нагрузка в этом случае – несущий винт вертолета. Известным примером (кроме французов:-))могут служить широко распространенные до сих пор отличные классические вертолеты МИ-8 и МИ-24 с двигателями ТВ2-117 и ТВ3-117 .

Вертолет МИ-8Т с 2-мя турбовальными двигателями ТВ2-117.

Турбовальный двигатель ТВ2-117.

Вертолет МИ-24 с 2-мя турбовальными двигателями ТВ3-117.

Турбовальный двигатель ТВ3-117 для вертолета МИ-24.

Кроме того ТваД может применяться в качестве вспомогательной силовой установки (ВСУ , о ней подробнее в :-)), а также в виде специальных устройств для запуска двигателей. Такие устройства представляют собой миниатюрный турбовальный двигатель , свободная турбина которого раскручивает ротор основного двигателя при его запуске. Называется такое устройство турбостартер . В качестве примера могу привести турбостартер ТС-21 , используемый на двигателе АЛ-21Ф-3 , который устанавливается на самолеты СУ-24 , в частности на мой родной СУ-24МР :-)…

Двигатель АЛ-21Ф-3 с турбостартером ТС-21.

Турбостартер ТС-21, снятый с двигателя.

Фронтовой бомбардировщик СУ-24М с 2-мя двигателями АЛ-21Ф-3.

Однако, говоря о турбовальных двигателях , нельзя не сказать о совсем неавиационном направлении их использования. Дело в том, что ведь изначально газотурбинный двигатель не был монополией авиации. Главный его рабочий орган, газовая турбина , создавался задолго до появления самолетов. И предназначался ГТД для целей более прозаических, нежели полеты в воздушной стихии:-). Эта самая воздушная стихия его все же завоевала. Однако неавиационное приземленное предназначение существует и серьезности своей не потеряло, скорее наоборот.

На земле, так же как и в воздухе ГТД (турбовальный двигатель ) применяется на транспорте.

Первое – это перекачка природного газа по крупным магистралям через газоперекачивающие станции. ГТД используются здесь в качестве мощных насосов.

Второе – это водный транспорт. Суда, использующие турбовальные газотурбинные двигатели называют газотурбоходы . Это чаще всего суда на подводных крыльях, у которых гребной винт приводит в движение турбовальный двигатель механически через редуктор или электрически через генератор, который он вращает. Либо это суда на воздушной подушке, которая создается при помощи ГТД.

Газотурбоход "Циклон-М" с 2-мя газотурбинными двигателями ДО37.

Пасажирских газотурбоходов за российскую историю было всего два. Последнее очень перспективное судно «Циклон-М » появилось в очень неудобное для себя время в 1986 году. Успешно пройдя все испытания, оно «благополучно» перестало существовать для России. Перестройка… Более таких судов не строили. Зато у военных в этом плане дела обстоят несколько лучше. Чего стоит один только десантный корабль «Зубр» , самое большое в мире судно на воздушной подушке.

Десантный корабль на воздушной подушке "Зубр" с газотурбинными двигателями.

Третье – это железнодорожный транспорт. Локомотивы на которых стоят турбовальные газотурбинные двигатели, называют газотурбовозы . На них используется так называемая электрическая передача. ГТД вращает электрогенератор, а вырабатываемый им ток, в свою очередь, вращает электродвигатели, приводящие локомотив в движение. В 60-е годы прошлого века в СССР проходили довольно успешную опытную эксплуатацию три газотурбовоза. Два пассажирских и один грузовой. Однако они не выдержали соревновавния с электровозами и в начале 70-х проект был свернут. Но в 2007 году по инициативе ОАО «РЖД» был изготовлен опытный образец газотурбовоза с ГТД, работающем на сжиженном природном газе (опять криогенное топливо:-)). Газотурбовоз успешно прошел испытания, планируется его дальнейшая эксплуатация.

И наконец четвертое , самое, наверное, экзотическое… Танки . Грозные боевые машины. На сегодняшний момент достаточно широко известны два типа ныне использующихся боевых танков с газотурбинными двигателями. Это американский М1 Abrams и российский Т-80 .

Танк M1A1 Abrams с газотурбинным двигателем AGT-1500.

Во всех вышеописанных случаях применения ГТД (суть турбовальный двигатель ), он обычно заменяет дизельный двигатель. Это происходит потому, что (как я уже описывал здесь) при одинаковых размерах турбовальный двигатель значительно превосходит дизельный по мощности, имеет гораздо меньший вес и шумность.

Танк Т-80 с газотурбинным двигателем ГТД-1000Т.

Однако у него есть и крупный недостаток.Он обладает сравнительно низким коэффициентом полезного действия, что обуславливает большой расход топлива. Это естественно снижает запас хода любого транспортного средства (и танка в том числе:-)). Кроме того он чувствителен к грязи и посторонним предметам, всасываемым вместе с воздухом. Они могут повредить лопатки компрессора. Поэтому приходится создавать достаточно объемные системы очистки при использовании такого двигателя.

Эти недостатки достаточно серьезны. Именно поэтому турбовальный двигатель получил гораздо большее распространение в авиации, чем в наземном транспорте. Там этот трудяга-движок, ничего не пуская «на ветер»:-), заставляет подниматься в воздух . И они в родной для них стихии из несуразных, на первый взгляд, машин превращаются в изумительные по красоте и возможностям творения рук человеческих… Все-таки авиация – это здорово:-)…

P.S. Вы только посмотрите, что они вытворяют!

Все фотографии и схемы кликабельны.

Последние 10 лет опыт эксплуатации танков с газотурбинным двигателем (ГТД) получил неадекватную критическую оценку специалистов. Причем критика звучит как в российских СМИ, так и в зарубежных. Суть подобных заявлений заключается в негативном отношении к газотурбинным двигателям, прежде всего, к одной его характеристике — повышенному расходу топлива.

В качестве доказательств противники танков с ГТД обычно приводят данные, полученные в ходе войсковой эксплуатации, а также высказывания руководящего состава Вооруженных Сил России, датированные серединой 1990-х гг. Однако, в основе таких заявлений, как правило, лежат оценки начала 1980-х гг. (разумеется, этот факт умалчивается). В конечном итоге, волны критики, исходящие от российских и зарубежных оппонентов ГТД, накатываясь одна за другой на сознание читателей, усиливают общее впечатление бесперспективности танков с газотурбинным двигателем и, в частности, Т-80У.

В начале 1980-х гг. учения с использованием танков Т-80, проходившие в Западной группе войск, выявили их существенно больший расход топлива (в 2,5-3 раза) по сравнению с дизельными двигателями. Однако следует иметь в виду, что первые Т-80 оборудовались двигателями ГТД-1000, которые в то время не были оснащены рядом устройств, способствующих значительному уменьшению расхода топлива и повышению их надежности. Дело в том, что особенностью ГТД является существенно больший (в разы) удельный расход топлива на холостых (малого газа) и тормозных режимах работы двигателя. Между тем, на этих учениях время работы на таких режимах составило более 60% от общего времени эксплуатации машин. Таким образом, отсутствие на этих танках режима стояночного малого газа приводило к 2-3-кратному перерасходу топлива при длительных стоянках и в значительной степени способствовало формированию у специалистов мнения о неудовлетворительной топливной экономичности ГТД.

Вместе с тем, главной причиной повышенного расхода топлива явилась необученность и недисциплинированность механиков-водителей. Неправильный выбор передачи в соответствии с условиями движения (необученный механик не чувствует этого из-за отсутствия эффекта заглохаемости двигателя, а недисциплинированный механик ленится переключать передачу, так как двигатель все равно справляется с любой внешней нагрузкой и не глохнет) также стал причиной неоправданно большого расхода топлива. Поэтому неудачный войсковой опыт эксплуатации танков Т-80 в ГСВГ следует рассматривать скорее как исключение из правил эксплуатации танков с ГТД. Важнее в этом смысле результаты, полученные при эксплуатации танков Т-80 в Белорусском, Забайкальском военном и Среднеазиатском военных округах, где путевой расход топлива танков с ГТД не превышал в 1,5-1,7 раза аналогичный показатель танков, оснащенных дизельными двигателями, удельная мощность которых в 1,3 раза уступала Т-80.

По результатам учений в ГСВГ опыт эксплуатации Т-80 тщательно проанализировали. Причины большого расхода топлива были установлены, и в результате проведения нескольких опытно-конструкторских работ устранены на следующих вариантах танка.

Усовершенствованный танк Т-80У успешно продемонстрировал свои ходовые возможности и эксплуатационные качества на предтендерных испытаниях в Греции в 1998 г., превзойдя по целому ряду показателей именитых конкурентов (американский М1А2 «Абраме», немецкий «Леопард-2А5», французский «Леклерк», английский «Челенждер-2», украинский Т-80УД).

Выяснилось, что у танка Т-80У самая высокая в мире удельная мощность — 27 л.с. на тонну веса (в 1,2-1,3 раза выше лучших мировых образцов). Кроме того, он самый быстрый: на испытаниях была зафиксирована скорость 80 км/ч. Максимальная скорость остальных танков оказалась на 14% меньше. Самая высокая удельная мощность и превосходная ходовая часть обеспечивают Т-80У 30-45%-ный выигрыш по средней скорости движения по пересеченной местности. В полном объеме, кроме танка Т-80У, преодолел все препятствия только французский «Леклерк».

По оценке проверяющих, время, затраченное на обслуживание Т-80У при совершении марша протяженностью более 2000 км, было минимальным среди всех соперников. По мнению греческих специалистов, этот танк является наиболее простым в управлении и обслуживании. Следует заметить, что никто из критиков не оперирует сведениями, полученными на греческих испытаниях.

Современное состояние вопроса экономичности эксплуатации (расход горюче-смазочных материалов) танка Т-80У с ГТД-1250

Для улучшения топливной экономичности на танке Т-80У осуществлен комплекс технических решений, снижающих эксплуатационный расход топлива в 1,3 раза.

Во-первых, внедрена система автоматического управления режимом (САУР). Она автоматически уменьшает подачу топлива при торможении танка и в еще большей степени — при вынужденных стоянках более одной минуты. Это позволило в значительной степени снизить путевой расход топлива. Во-вторых, увеличен КПД компрессора и допустимой температуры газов. Это привело к уменьшению часового расхода топлива. В-третьих, в состав танка включен вспомогательный энергоагрегат ГТА-18. При условии, что эксплуатация танка осуществляется в режимах 50% времени в движении и 50% времени на месте, внедрение ГТА-18 позволило существенно уменьшить суммарный часовой расход топлива, который по совокупности условий использования танков на 8% превосходит аналогичный параметр дизельного двигателя, не оснащенного автономным силовым агрегатом. Таким образом, экономия топлива от внедренных мероприятий по сравнению с серийным двигателем ГТД-1000 составляет 30%.

Результаты последних войсковых испытаний (1986 г.) и испытаний танка Т-80У в Греции в 1998 г. показали следующие значения топливной экономичности танков с ГТД по сравнению с танками, оснащенными дизельными двигателями: путевой расход топлива составил 4 л/км. Это всего на 25% выше, чем у дизельных танков (у «Леопард-2» — 3,2 л/км).

Достигнутая на сегодняшний день разница не является пределом для газотурбинных двигателей. В настоящее время специализированные КБ имеют наработки технических решений, которые в случае их реализации позволят достичь значений эксплуатационных расходов топлива танков с ГТД на уровне танков с дизельными двигателями равной мощности. Однако для завершения соответствующих ОКР, которые приостановлены, необходимо финансирование.

Подтверждением перспективности ГТД (в том числе по топливной экономичности) является тот факт, что американская фирма «Дженерал Электрик» разработала агрегированную газотурбинную установку мощностью 1500 л.с. для демонстрации высоких перспективных технологий. Поданным фирмы, минимальный удельный расход топлива этого двигателя всего 147 г/л.с. ч, что на 10% меньше, чем у современных дизельных двигателей.

Следует отметить, что топливная экономичность — не совсем корректный показатель, по которому следует сравнивать танки с дизельным двигателем и ГТД. Правильнее проводить оценку по совокупному расходу топлива и масла. Это связано с тем, что в танках с газотурбинными двигателями практически не расходуется масло, тогда как в танках с дизельным двигателем расход масла достигает 3-5% от расхода топлива. С учетом трехкрактного превышения стоимости масла над топливом суммарная стоимость эксплуатации (по показателям стоимости топлива и масла) танков с ГТД всего на 11% дороже, чем танков с дизельными двигателями.

В продолжение экономической составляющей поднятой темы следует провести комплексную экономическую оценку эффективности эксплуатации и ремонта танков с дизельным и газотурбинным двигателем. По результатам этой работы может быть сделан неожиданный вывод о превосходстве танков с ГТД по этому показателю. К сожалению, такие исследования в Министерстве обороны не проводились.

Оппоненты танков с ГТД, сосредоточив свою критику на одном недостатке, не раскрывают в полной мере преимущества Т-80У, ограничиваясь упоминанием нескольких из них, причем не самых важных. Между тем, преимущества этого танка настолько существенны, что многократно перекрывают его недостатки.

Стратегические преимущества

В танке Т-80У решена проблема мобильности посредством оптимального сочетания наилучших компоновочных и инженерных решений и за счет высокой энерговооруженности танка, плавности хода, надежности узлов и агрегатов силовой установки, трансмиссии и ходовой части. Средняя скорость движения Т-80У на 10% выше аналогичного показателя танков с дизельным двигателем при движении по дорогам и на 30-45% — на пересеченной местности с подъемами и спусками до 10-12%. Для сравнения: в начальный период Великой Отечественной войны немецкие механизированные войска превосходили советские по подвижности на 13%. Этого было достаточно для осуществления широкого упреждающего маневра с целью выхода на выгодные рубежи, достижения результатов операции (прорыв обороны на большую глубину осуществления охвата и окружения советских войск).

Газотурбинный двигатель не чувствителен к аэрозолям, которые могут вывести из строя целые танковые подразделения. Это связано с потерей маслами смазывающих свойств под действием указанных аэрозолей. Создание требуемых высоких концентраций ацетилена в воздухе возможно путем разбрызгивания из емкостей, сбрасываемых с самолетов, вертолетов, а также доставки в составе артиллерийских снарядов и мин. Первый опыт использования таких аэрозолей относится к войне во Вьетнаме, где их применили американцы. В газотурбинном двигателе масло не контактирует с рабочим телом двигателя, поэтому этот тип оружия для ГТД не опасен.

Конструктивные преимущества

Система охлаждения дизельного двигателя забирает до 18% его мощности. В газотурбинном двигателе нет системы водяного охлаждения. Таким образом, справедливо сравнивать не мощность, снимаемую с коленвала двигателя, а мощность, передаваемую на трансмиссию. Это и будет фактически полезная мощность силовой установки. По этому показателю ГТД-1250 превосходит дизельный двигатель В-92С2 (Т-90С) в 1,3 раза.

Более того, о превосходстве конструкции танка в части компоновки и применяемых двигателя и трансмиссии (и их влияния на его мобильность) следует судить по габаритной мощности моторно-трансмиссионного отделения (МТО). По этому показателю Т-80У превосходит Т-90 в 1,6 раза. «Леопард-2» — в 2,4 раза. Такое превосходство Т-80У объясняется существенно меньшим объемом МТО по сравнению с МТО немецкой машины и Т-90, а также отсутствием потерь мощности на работу системы охлаждения.

Огромные размеры МТО зарубежных танков добавляют лишних 4-4,5 т брони, необходимой для равноценной защиты боковых проекций, и вынуждают конструкторов (в том числе по этой причине) внедрять в конструкцию шасси седьмой каток. Кроме того, вес составных агрегатов МТО (двигатель, трансмиссия) западных танков на 4,5 т больше, чем у Т-80У. Совокупный вес той части танка, которая не относится к боевому отделению и отделению управления (полезный объем) на 8,5-9 т превышает аналогичный показатель Т-80У. Следовательно, на перемещение избыточной, непродуктивной массы танка расходуется от 14,5 до 15,7% мощности двигателя.

В конечном итоге, удельная мощность танка (с учетом отбора мощности на работу системы охлаждения) составляет: для Т-80У — 26,5 л.с./т (самый высокий показатель в мире), для Т-90С — 18,7 л.с./т, для «Леопард-2» — 22,2л.с./т.

Малые габариты двигателя Т-80У, отсутствие теплообменника и гидротрансформатора резко упрощают конструкцию МТО и его компоновку. Больший крутящий момент (более чем в 2 раза), развиваемый газотурбинным двигателем, исключает необходимость установки автоматической трансмиссии.

Наличие четырех передач на Т-80У вместо семи на Т-90 упрощает конструкцию бортовых коробок передач, уменьшает их вес, габариты и главное — повышает надежность работы.

Вибрация газотурбинного двигателя значительно ниже, чем дизеля. Поэтому скорость обнаружения цели и точность стрельбы (главный показатель огневой мощи) по определению выше у танка с ГТД. Существенно лучшая плавность хода Т-80У также повышает точность стрельбы и уменьшает утомляемость экипажа.

Суммарная теплоотдача газотурбинного двигателя в 10 раз меньше, чем дизельного. За этим фактором следуют очень важные последствия: площадь радиаторов, например, становится втрое меньше.

Площадь ослабленных зон в крыше МТО танка с ГТД меньше в 2-3 раза по сравнению с танком с дизельным двигателем. Допустимый коэффициент пропускания у ГТД пыли в 10 раз меньше, чем у дизелей. Двигатель не глохнет, даже если танк упирается в неподвижное препятствие.

Эксплуатационные преимущества Т-80У отличает более высокая проходимость по слабым грунтам за счет плавности приложения нагрузки, широкого диапазона работы газотурбинного двигателя по оборотам выходного вала (0-100%), высокого коэффициента приспособляемости по крутящему моменту в этом диапазоне Кпр=2,6 и отсутствия заглохаемости двигателя при максимальном крутящем моменте.

Танк может двигаться на любой передаче без заглохания двигателя в различных дорожных условиях вплоть до остановки. У Т-80У отсутствует необходимость обслуживания системы охлаждения. Трудоемкость технического обслуживания газотурбинной силовой установки меньше в 2 раза.

Ресурс танкового ГТД в 2-3 раза выше, чем у дизельных двигателей, вследствие уравновешенности и сведения к минимуму трущихся поверхностей в двигателе, что значительно увеличивает долговечность деталей и снижает конечную стоимость двигателя при массовом производстве и в целом стоимости жизненного цикла Т-80У.

Боеспособность

Время подготовки танка для движения у газотурбинного двигателя в несколько раз меньше, чем у дизеля. Особенно это заметно при низких температурах. ГТД лучше удовлетворяет требованиям многотопливности, чем дизельный двигатель (многотопливность — возможность работы двигателя на дизельном топливе, бензине, керосине и их смесях в любой пропорции без какой-либо перерегулировки двигателя). У Т-80У существенно ниже уровень заметности выхлопных газов (в 2-3 раза), а следовательно, выше уровень шумо- и тепломаскировки.

Эргономические преимущества

Существенно лучшая плавность хода Т-80У уменьшает утомляемость экипажа. Шум, вибрация, состав выхлопных газов и др. факторы, определяющие утомляемость экипажа, значительно лучше у танка с ГТД.

Экологические преимущества

Т-80У с ГТД свойственны более высокие экологические качества вследствие малой токсичности выхлопных газов, отсутствия антифриза и токсичных синтетических масел. Газотурбинному двигателю нет альтернативы при работе в зоне радиационной зараженности. Радиационные частицы вместе с воздухом попадают в проточную часть двигателя, затем выбрасываются вместе с выхлопными газами. У дизельного двигателя частицы с воздухом, попадая в цилиндры, контактируют с маслом, а затем оказываются в масляной системе, которая по истечении некоторого времени становится мощным радиационным источником.

Мероприятия по повышению конкурентоспособности танка Т-80У

В настоящее время предприятия промышленности во взаимодействии с Министерством обороны завершают выполнение ряда ОКР, которые существенно повышают огневую мощь, защищенность, мобильность, ремонтопригодность и эксплуатационную надежность Т-80У.

1. Внедрение принципиально новой системы управления огнем с танковой информационно-управляющей системой.

Такая система (разработчик — ОАО «Спецмаш», г. Санкт-Петербург) обладает существенными преимуществами над штатной СУО танка Т-80У. Она обеспечивает:

— увеличение дальности действительной стрельбы сходу на 350-500 м, т.е. до 2400-2550 м;
— повышение боевой скорострельности (с места наводчика — на 12% днем и в 2 раза ночью; с места командира — в 2 раза днем и в 3 раза ночью);
— автоматический встроенный контроль технического состояния комплекса вооружения, что дает возможность экипажу поддерживать работоспособность комплекса без привлечения специального контрольно-проверочного оборудования и квалифицированного технического персонала;
— автоматизированную диагностику причин неисправностей комплекса вооружения с возможностью автоматической передачи информации в подразделения материально-технического обеспечения;
— существенное (в 2 раза) сокращение количества органов управления и операций с ними за счет автоматизации процессов;
— автоматическую выдачу рекомендаций о необходимых действиях члену экипажа при задержках или неисправностях;

Кроме того, суммарный объем аппаратуры, значительно повышающий ТТХ СУО, на 27 л меньше, чем объем штатной аппаратуры, функции которой выполняет ТИУС. Это позволило, к примеру, увеличить боекомплект танка на два выстрела. Внедрение ТИУСа также обеспечило возможность интегрирования танков Т-80У в общую информационно-управляющую систему войсками и оружием дивизионного и армейского звена.

2. Размещение на танке Т-80У комплекса активной системы защиты «Арена».

КАЗ «Арена» (разработчик — КБМ, г. Коломна) обеспечивает защиту танка от ПТУР и противотанковых гранат во всех условиях боевого применения танка в любое время суток и года в любую погоду. Танк Т-80У, оснащенный комплексом активной защиты, обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционной броневой и динамической защитой.

Подрыв противотанкового средства происходит на достаточно большом удалении (6-8 м) от брони, что позволяет значительно ослабить его воздействие. Перекрывается вся проекция танка, в том числе ослабленные места: смотровые приборы, стыки, датчики, фары. При этом большой процент поражения целей происходит без образования кумулятивного эффекта или подрыва боевых частей противотанковых средств. Обеспечивается двух-трехкратная защита танка с одного направления. Азимутальный сектор защиты КАЗ более чем в 3 раза шире, чем у динамической защиты.

Предлагаемая схема защиты позволяет, кроме обычных ПТУР, перехватывать ПТУР типа В11Х, ТОУ-2В, поражающие танк при пролете над ним. Потери танков, оснащенных КАЗ, снижаются в 1,8-2 раза по сравнению с танками, не оснащенными комплексом.

3. Внедрение в состав трансмиссии гидрообъемной передачи (ГОП).

Как показали результаты международных испытаний, установка ГОП (разработчик — ЦНИИАГ, г. Москва) позволила существенно повысить управляемость танка, увеличить за счет этого среднюю скорость движения по совокупности дорожных условий и снизить путевой расход топлива до уровня, близкого к тому же показателю дизельных двигателей.

Таким образом, танки Т-80У отнюдь не исчерпали своих модернизационных возможностей, а также привлекательности для зарубежных покупателей российской бронетанковой техники. К сожалению, официальный экспорт этих машин по ряду причин ограничился Кипром и Республикой Корея. Сейчас, наверное, было бы утопичным предполагать возобновление производства этих танков с учетом ситуации в Санкт-Петербурге и Омске. Но реализация вышеописанного комплекса мероприятий могла бы существенно повысить конкурентоспособность имеющихся в частях и находящихся на базах хранения машин в случае принятия решения об их поставке за рубеж. Это, конечно, не означает, что танки из наличия должны составлять конкуренцию новым Т-90, но и заказчики бывают разными и с разными финансовыми возможностями. А техника «б/у», как показывает практика США, ФРГ и даже Украины, пользуется устойчивым спросом…

5094

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

Первые проекты

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

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

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

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

Челябинские двигатели

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

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

Поскольку легким танкам того времени было трудно соперничать с полевой артиллерией в мощности огня, и броня их была недостаточна для защиты от артиллерийских снарядов, известный изобретатель Леонид Васильевич Курчевский предложил установить на танк реактивный двигатель — с тем, чтобы быстро преодолеть простреливаемое артиллерией предполье и приступить к уничтожению вражеской пехоты в ее окопах. Расчет был на то, что вражеская артиллерия не станет стрелять по своим собственным позициям и солдатам.

Идея понравилась, и уже в 1929-1930 годах появляется проект реактивной танкетки Т-21. Она имела экипаж из двух человек, броню 13 мм, в конструкции использовались узлы танков Т-18 и Т-17. Проект был отклонён из-за недостаточной скорости.

Тогда в качестве базы для экспериментов был выбран легкий танк Т-27 (советская копия танкетки Карден-Ллойд, Mk.IV Carden-Loyd). Ее шасси было более приспособлено для развития высокой скорости. В передней части корпуса находилась трансмиссия, в средней части - двигатель и в задней части - экипаж, состоящий из 2 человек (механика-водителя и командира). Танкетка была снабжена четырёхтактным четырёхцилиндровым карбюраторным двигателем жидкостного охлаждения Форд-АА (ГАЗ-АА) мощностью 40 л.с., который сам по себе, без использования реактивного двигателя, не мог придать машине большой скорости, но позволял сохранить подвижность после выработки реактивного топлива. Трансмиссия (заимствовалась у грузового автомобиля Форд-АА/ГАЗ-АА) механическая, состояла из сухого однодискового сцепления и четырёхступенчатой КПП с задней передачей. Будённый был против наличия задней передачи, поскольку красные танкисты не должны отступать — но вносить изменения в автомобильную КПП не стали, а Буденного успокоили тем, что в реактивном двигателе никакого заднего хода нет, и когда топливо загорится — танкисты смогут ехать только вперед, на врага.

Благодаря мелкозвенчатой цепи цевочного зацепления с открытым шарниром, двум направляющим колёсам заднего расположения с кривошипным механизмом натяжения гусеницы, 12 опорным каткам с наружной амортизацией и двум большим ведущим колёсам переднего расположения цевочного зацепления шасси машины было неплохо приспособлено для высоких скоростей движения.

Аэродинамика танкетки на высоких скоростях была проверена путем подвески под бомбардировщиком ТБ-3 и последующими полетами:

После испытаний аэродинамика была сочтена приемлимой, недостаточная стабильность траектории была парирована установкой горизонтального стабилизатора в задней части бронированной рубки (см.фото в заголовке), после чего на танкетку установили пороховой реактивный двигатель конструкции Курчевского:

Реактивный двигатель находился посередине танка внутри рубки, все части двигателя, кроме сопла, были закрыты броней. Полигонные испытания новая машина выдержала и была допущена к войсковым, но последние дали отрицательные результаты. Хотя танкетка и развивала огромную скорость, практически летела над полем, не обращая внимания на неровности грунта, реактивный двигатель, находящийся между водителем и командиром, сильно разогревался, вызывая невыносимую жару в боевом отделении.

Альтернативное решение предложил изобретатель Павел Игнатьевич Гроховский — по его схеме, пара реактивных двигателей должна была быть установлена снаружи танка, по бортам:

Точнее, пара реактивных двигателей конструкции Гроховского должны были быть установлены по бокам башни плавающего танка Т-37, а на танкетке Т-27 двигатель предполагался один — на крыше, между люками мехвода и командира. По расчетам Гроховского, танк Т-37 с двумя реактивными двигателями должен был выйти на глиссирование и очень быстро пересечь водную преграду, не давая противнику себя утопить сосредоточенным огнем, ну а танкетка Т-27 должна была, как и у Курчевского, быстро достичь окопов противника.

Рассматривался и проект снабжения реактивными двигателями Гроховского только что появившегося тогда «автострадного танка» БТ-2. Два реактивных двигателя на прессованном бездымном порохе крепились по бортам корпуса БТ-2 на надгусеничных полках, а их запуск осуществлялся из боевого отделения в том случае, если танк попадал под огонь артиллерии противника и ему надо было быстро выйти из-под огня.

Как бы там ни было, но дальше всех продвинулись работы по созданию реактивного танка на базе Т-27. В КБ ленинградского завода «Большевик» был создан так называемый «дуплекс», состоявший из собственно реактивного танка Т-27Р и машины его огневой поддержки Т-27М, которая, хотя и имела гораздо более низкую скорость, зато была вооружена пушкой и перевозила в специальной гусеничной тележке сменные пороховые заряды к реактивному двигателю:

Перевозка пороховых зарядов во внешней тележке позволяла обезопасить танк при их возгорании из-за попадания горячих осколков или зажигательных пуль.

Была также предпринята попытка установить на танк Т-27Р вместо порохового двигателя Курчевского ЖРД разработки ГИРД (конструкторы Цандер и Вевер):

Использование ЖРД, установленного снаружи бронекорпуса, решило проблему перегрева боевого отделения. Однако смерть Ф.А.Цандера 28 марта 1933 года, последующая чехарда в ГИРД вокруг его наследия, и затем произошедшие репресии не позволили преемнику Цандера С.П.Королёву завершить эти многообещающие работы.

Тем не менее, в августе 1936 года реактивная танкетка была показана представителям командования РККА (в том числе и Тухачевскому) и произвела хорошее впечатление. Было принято решение об организации её крупномасштабного производства. Тухачевский даже добился создания учебного фильма «Реактивная танкетка» для пропаганды нового оружия, причём сценарий к фильму он написал сам.

Опробование двигателя реактивной танкетки Т-27Р:

По странному стечению обстоятельств, тогда же в августе 1936 года последовали первые аресты военачальников в рамках Большой «чистки» Вооружённых сил: были арестованы комкоры В. М. Примаков и В. К. Путна. 10 мая 1937 года Тухачевский был переведён с поста первого заместителя наркома обороны на должность командующего войсками Приволжского военного округа. 22 мая он был арестован в Куйбышеве, 24 мая перевезён в Москву, 26 мая после очных ставок с Примаковым, Путной и Фельдманом дал первые признательные показания.

Леонид Васильевич Курчевский был арестован в том же 1937 году по обвинению в создании неперспективных систем вооружений по заданию Тухачевского и 25 ноября 1937 года приговорён к высшей мере наказания.

Королёв был арестован 27 июня 1938 года по обвинению во вредительстве, после ареста работавшего над проектом реактивного танка Ивана Терентьевича Клеймёнова и других работников Реактивного института.

Павел Игнатьевич Гроховский арестован 5 ноября 1942 года. Умер в 1946 году в заключении; реабилитирован в 1957 году посмертно.

Случайны ли все эти совпадения? Или каким-то могущественным силам мировой закулисы было необходимо не допустить появления у РККА СССР такого могучего оружия, как реактивный танк? Вряд ли мы узнаем правду в ближайшие годы — ведь материалы по реактивному танку Т-27Р (как, впрочем, и по подводному танку Т-27ПХ, а также телеуправляемой боевой машине ТТ-27) засекречены до сих пор.

Так уж сложилось, что почти все ОБТ (основные боевые танки) мира имеют дизельный двигатель. Есть только два исключения: Т-80У и «Абрамс». Какими соображениями руководствовались советские специалисты, создавая знаменитую «восьмидесятку», и каковы перспективы этой машины в настоящее время?

Как все начиналось?

Впервые отечественный Т-80У увидел свет в 1976 году, а в 1980 году свой «Абрамс» сделали американцы. До сей поры только Россия и США имеют на вооружении танки с газотурбинной силовой установкой. Украину в расчет не принимают, потому как там на вооружении стоят исключительно Т-80УД, дизельный вариант знаменитых «восьмидесяток».

А начиналось все в 1932 году, когда в СССР было организовано конструкторское бюро, принадлежавшее Кировскому заводу. Именно в его недрах зародилась идея о создании принципиально нового танка, оснащенного газотурбинной силовой установкой. Именно от этого решения зависело, какой вид топлива для танка Т-80У будет использоваться в дальнейшем: обычный дизель или керосин.

Знаменитый конструктор Ж. Я. Котин, работавший над компоновкой грозных ИСов, в свое время задумался о создании еще более мощных и лучше вооруженных машин. Отчего же он обратил свое внимание на газотурбинный двигатель? Дело в том, что он замыслил создать танк массой в пределах 55-60 тонн, для нормальной подвижности которой требовался мотор мощностью не менее 1000 л. с. В те годы о таких дизелях приходилось только мечтать. Оттого-то и появилась мысль о привнесении авиационных и кораблестроительных технологий (то есть ГДТ) в танкостроение.

Уже в 1955 году началась работа, были созданы два перспективных образца. Но тут выяснилось, что инженеры кировского завода, до того создававшие только двигатели для судов, не в полной мере поняли технологическое задание. Работа была свернута, а потом и вовсе прекращена, так как Н. С. Хрущев полностью «запорол» все разработки тяжелых танков. Так что в то время появиться танку Т-80У, двигатель которого по-своему уникален, было не суждено.

Впрочем, огульно обвинять Никиту Сергеевича в этом случае не стоит: параллельно ему были продемонстрированы и перспективные дизельные моторы, на фоне которых откровенно сырой ГТД смотрелся весьма малообещающе. Да что там говорить, если «прописаться» на серийных танках этот двигатель сумел лишь к 80-м годам прошлого столетия, да и сегодня к таким силовым установкам у многих военных отношение не самое радужное. Нужно отметить, что тому есть вполне объективные причины.

Продолжение работ

Все изменилось после создания первого в мире ОБТ, коим стал Т-64. Вскоре конструкторы поняли, что на его базе можно сделать еще более совершенный танк… Но сложность заключалась в жестких требованиях, выдвинутых руководством страны: он должен быть максимально унифицирован с существующими машинами, не превышать их габаритов, но при этом иметь возможность использоваться в качестве средства для «рывка к Ла-Маншу».

И тут все снова вспомнили о ГДТ, так как родная силовая установка Т-64 уже тогда требованиям времени решительно не соответствовала. Именно тогда Устинов принял решение о создании Т-80У. Основное топливо и двигатель нового танка должны были способствовать его максимально высоким скоростным характеристикам.

Возникшие сложности

Огромная проблема заключалась в том, что новую силовую установку с очистителями воздуха требовалось как-то вместить в стандартное МТО Т-64А. Более того, комиссия требовала блочной системы: проще говоря, нужно было двигатель сделать так, чтобы при капитальном ремонте можно было извлечь его целиком и заменить новым. Не тратя, разумеется, много времени на это. И если с относительно компактным ГТД все было сравнительно просто, то система воздухоочистки доставила инженерам массу головной боли.

А ведь эта система крайне важна даже для дизельного танка, не говоря уж о его газотурбинном аналоге на Т-80У. Какое топливо бы ни использовалось, лопатки турбинной установки моментально облепятся шлаком и развалятся, если поступающий в камеру сгорания воздух не будет в должной мере очищен от загрязняющих его примесей.

Следует помнить, что все конструкторы двигателей стремятся к тому, чтобы воздух, попадающий в цилиндры или рабочую камеру турбины, был очищен от пыли на 100 %. И понять их нетрудно, так как пыль буквально пожирает внутренности мотора. По сути, она действует как мелкий наждак.

Опытные образцы

В 1963 году небезызвестным Морозовым был создан опытный экземпляр Т-64Т, на который был установлен газотурбинный движок, обладающий весьма скромной мощностью в 700 л. с. Уже в 1964 году конструкторы из Тагила, работавшие под руководством Л. Н. Карцева, создали куда более перспективный мотор, который мог выдать уже 800 «лошадей».

Но конструкторы, как в Харькове, так и в Нижнем Тагиле, столкнулись с целым комплексом сложнейших технических проблем, из-за которых первые отечественные танки с ГТД смогли появиться только в 80-х годах. В конечном итоге действительно неплохой движок получил только Т-80У. Вид топлива, используемый для его боепитания, также выгодно отличал этот мотор от ранних прототипов, так как танк мог использовать все виды обычного дизельного горючего.

Мы не случайно расписывали пылевые аспекты выше, так как именно проблема качественной очистки воздуха стала наиболее сложной. У инженеров был большой опыт в разработке турбин для вертолетов… но движки геликоптеров работали в постоянном режиме, а вопрос пылевой загрязненности воздуха на высоте их работы вообще не стоял. В общем-то, работы были продолжены (как ни странно) только лишь с подачи Хрущева, бредившего ракетными танками.

Наиболее «жизнеспособным» был проект «Дракон». Для него был жизненно необходим двигатель повышенной мощности.

Опытные объекты

В общем-то, ничего удивительно в этом не было, так как для таких машин важна была повышенная подвижность, компактность и пониженный силуэт. В 1966 году конструкторы решили пойти другим путем и представили на суд публики опытный проект, сердцем которого стали сразу два ГТД-350, выдающие, как нетрудно понять, 700 л. с. Силовую установку создали в НПО им. В. Я. Климова, где к тому времени было достаточно опытных специалистов, занимавшихся разработкой турбин для летательных аппаратов и кораблей. Именно они по большому счету и создали Т-80У, двигатель которого для своего времени был действительно уникальной разработкой.

Но вскоре выяснилось, что даже один ГТД - штука сложная и довольно капризная, а уж их спарка и вовсе не имеет абсолютно никаких преимуществ перед обычной моноблочной схемой. А потому к 1968 году было издано официальное постановление правительства и Министерства обороны СССР о возобновлении работ над одиночным вариантом. К середине 70-х годов был готов танк, который впоследствии стал известен всему миру под обозначением Т-80У.

Основные характеристики

Компоновка (как и в случае с Т-64 и Т-72) классическая, с задним расположением МТО, экипаж - три человека. В отличие от предыдущих моделей, здесь мехводу дали сразу три триплекса, которые значительно улучшали обзор. Даже столь невероятная для отечественных танков роскошь, как подогрев рабочего места, здесь был предусмотрен.

Благо что тепла от раскаленной турбины было в достатке. Так что Т-80У с газотурбинным двигателем вполне оправданно является любимцем танкистов, так как условия работы экипажа в нем куда комфортнее, если сравнивать эту машину с Т-64/72.

Корпус изготавливается методом сварки, башня литая, угол наклона листов составляет 68 градусов. Как и в Т-64, здесь была использована комбинированная броня, составленная из броневой стали и керамики. Благодаря рациональным углам наклона и толщине танк Т-80У обеспечивает повышенные шансы выживания экипажа в самых сложных боевых условиях.

Имеется также развитая система защиты экипажа от оружия массового поражения, в том числе и ядерного. Компоновка боевого отсека практически полностью аналогична таковой на Т-64Б.

Характеристики машинного отсека

Конструкторам все же пришлось расположить ГТД в МТО продольно, что автоматически вылилось в некоторое увеличение габаритов машины по сравнению с Т-64. ГТД был выполнен в виде моноблока массой 1050 кг. Его особенностью было наличие особого редуктора, позволяющего снимать максимум возможного с мотора, а также сразу две коробки передач.

Для питания использовались сразу четыре бака в МТО, общий объем которых составляет 1140 л. Следует заметить, что Т-80У с газотурбинным двигателем, топливо для которого запасается в таких объемах, - довольно «прожорливый» танк, который потребляет в 1,5-2 раза больше горючего, чем Т-72. А потому и размеры баков соответствующие.

ГТД-1000Т создан с использованием трехвальной схемы, имеет одну турбину и два независимых компрессорных агрегата. Гордость инженеров - регулируемый сопловый агрегат, который позволяет плавно управлять оборотами турбины и значительно повышает ее эксплуатационный ресурс Т-80У. Какое топливо при этом рекомендуется использовать для продления долговечности силового агрегата? Сами разработчики говорят, что наиболее оптимален для этой цели качественный авиационный керосин.

Так как силовой связи между компрессорами и турбиной попросту нет, танк может уверенно двигаться по грунтам даже с очень плохой несущей способностью, причем двигатель при этом не заглохнет даже при резкой остановке машины. А чем «питается» Т-80У? Топливо для его мотора может быть разным…

Турбинная установка

Основным достоинством отечественного газотурбинного двигателя является его топливная всеядность. Может работать на любом типе солярки, низкооктановом бензине, предназначенном для автомобилей. Но! Т-80У, топливо для которого должно лишь обладать сносной текучестью, все же очень чувствителен к «нелицензионному» горючему. Заправка не рекомендованными видами топлива возможна только в условиях боевой обстановки, так как влечет за собой существенное снижение ресурса двигателя и лопаток турбины.

Запуск мотора осуществляется за счет раскрутки компрессоров, за что отвечают два автономных электромотора. Акустическая заметность танка Т-80У значительно ниже его дизельных собратьев как за счет характеристик самой турбины, так и за счет особым образом расположенной системы выхлопа. Кроме того, машина уникальна тем, что при торможении используются как так и сам движок, за счет чего тяжелый танк останавливается практически мгновенно.

Как это осуществляется? Дело в том, что при одиночном нажатии на педаль тормоза лопатки турбины начинают вращаться в противоположном направлении. Процесс этот дает огромную нагрузку на материал лопаток и всей турбины, а потому он контролируется электроникой. Из-за этого при необходимости резкого торможения следует сразу же утапливать педаль газа полностью. При этом в работу сразу включаются гидравлические тормоза.

Благодаря САУР износ лопаток удалось сократить минимум на 10 %, а при грамотной работе педалью тормоза и переключении передач механик-водитель может снизить на 5-7 %. Кстати, а какой для этого танка основной вид топлива? Т-80У в идеальных условиях должен заправляться но подойдет и качественная солярка.

Системы очистки воздуха

Был использован циклонный очиститель воздуха, обеспечивающий 97 % удаление из всасываемого воздуха пыли и других инородных примесей. К слову сказать, у «Абрамса» (за счет нормальной двухступенчатой очистки) этот показатель близок к 100 %. Именно по этой причине топливо для танка Т-80У - тема больная, так как расходуется его значительно больше, если сравнивать танк с его американским конкурентом.

Оставшиеся 3 % пыли оседают на лопатках турбины в виде запекшегося шлака. Чтобы его удалить, конструкторы предусмотрели автоматическую программу вибрационной очистки. Следует заметить, что к воздухозаборникам можно подключать специальное оборудование для подводного вождения. Оно позволяет преодолевать реки глубиной до пяти метров.

Трансмиссия танка стандартная - механическая, планетарного типа. Включает две коробки, два редуктора, по два гидравлических привода. Имеется четыре скорости вперед и одна назад. Опорные катки обрезиненные. Гусеницы также имеют внутреннюю Из-за этого танк Т-80У имеет весьма недешевую ходовую часть.

Натяжение осуществляется за счет механизмов червячного типа. Подвеска комбинированная, в ее состав входят как торсионы, так и гидравлические амортизаторы на трех катках.

Характеристики вооружения

Основное орудие - пушка модели 2А46М-1, калибр которой равен 125 мм. Точно такие же пушки ставились на танки Т-64/72, а также на небезызвестное самоходное противотанковое орудие "Спрут".

Вооружение (как на Т-64) было полностью стабилизировано в двух плоскостях. Опытные танкисты говорят, что дальность прямого выстрела по визуально наблюдаемой цели может достигать 2100 м. Боекомплект стандартный: осколочно-фугасные, подкалиберные и кумулятивные снаряды. А автомате заряжания одномоментно может находиться до 28 выстрелов, еще несколько могут быть расположены в боевом отделении.

Вспомогательным вооружением являлся 12,7-миллиметровый пулемет «Утес», но украинцы уже давно ставят любое схожее вооружение, ориентируясь на требования заказчика. Огромным недостатком пулеметной установки является тот факт, что стрелять из нее может только командир танка, причем для этого ему в любом случае приходится покидать заброневое пространство машины. Так как начальная баллистика пули 12,7 мм очень схожа с таковой у снаряда, важнейшим предназначением пулемета является также пристрелка орудия без затрат основных боеприпасов.

Боеукладка

Механизированная боеукладка была размещена конструкторами по всему периметру обитаемого объема танка. Так как немалую часть всего МТО танка Т-80 занимают баки с топливом, конструкторы ради сохранения объема были вынуждены разместить горизонтально только сами снаряды, тогда как метательные заряды стоят в барабане вертикально. Это очень заметное отличие «восьмидесяток» от танков Т-64/72, в которых снаряды с вышибными зарядами располагаются горизонтально, на уровне катков.

Принцип работы основного орудия и заряжающего устройства

При поступлении соответствующей команды барабан начинает вращаться, попутно подводя выбранный тип снаряда к плоскости заряжания. После этого механизм стопорится, снаряд и вышибной заряд досылаются в орудие при помощи закрепленного в одной точке досылателя. После выстрела гильза автоматически захватывается специальным механизмом и помещается в освободившуюся ячейку барабана.

«Карусель» заряжания обеспечивает темп стрельбы не ниже шести-восьми выстрелов в минуту. Если автомат заряжания выходит из строя, зарядить орудие можно вручную, но сами танкисты считают такое развитие событий нереалистичным (слишком сложно, муторно и долго). На танке используется прицел модели ТПД-2-49, независимо от орудия стабилизированный в вертикальной плоскости, позволяющий определять расстояние и наводится на цель при дальностях 1000-4000 м.

Некоторые модификации

В 1978 году танк Т-80У с газотурбинным двигателем был несколько модернизирован. Основным нововведением стало появление ракетного комплекса 9К112-1 "Кобра", стрельба из которого производилась ракетами 9М112. Ракета могла поразить бронированную цель на расстоянии до 4 километров, причем вероятность этого была от 0,8 до 1 в зависимости от характеристик местности и скорости движения цели.

Так как ракета полностью повторяет габариты стандартного 125-миллиметрового снаряда, она может располагаться в любом лотке заряжающего механизма. Этот боеприпас «заточен» исключительно против бронетехники, боеголовка только кумулятивная. Как и обычный выстрел, конструктивно ракета состоит из двух частей, совмещение которых происходит при стандартной работе механизма заряжания. Наводится она в полуавтоматическом режиме: наводчик первые секунды должен прочно удерживать рамку захвата на атакуемой цели.

Наведение или оптическое, или по направленному радиосигналу. Чтобы максимизировать вероятность поражения цели, наводчик может выбрать один из трех полетных режимов ракеты, ориентируясь на боевую обстановку и окружающую местность. Как показала практика, это полезно при атаке бронетехники, защищенной активными системами противодействия.

Доверенности