Tor-Vic (Искусство_войны) все записи автора
11 апреля 1963 г. на Уралвагонзаводе готовили к пробегу опытный танк – «объект 167Т». Несмотря на режим секретности, на улице и у окон собралось большинство сотрудников – к пробегу готовился первый в мире танк с газотурбинной силовой установкой! Под управлением механика-водителя Д.С. Володченко по непролазной хляби и под дождем со снегом танк, по башню в грязи, прошел без замечаний до полной выработки топлива в баках, достигая порой скорости 70 км/ч.
Через 13 лет упорной работы советской танковой промышленности в серию пошел первый в мире серийный танк с газотурбинным двигателем – Т-80, но разработки не Уралвагонзавода, а ленинградского Кировского завода. Газотурбинный двигатель с трудом пробивал себе дорогу, и до сих пор выбор такой силовой установки для танка вызывает серьезные сомнения и ожесточенные споры...
Передвижной испытательный стенд на шасси британского танка «Конкэрор» |
Контракт на «Stridsvagn 103» был подписан в 1958 г. с фирмой «Бофорс». Первый заказ на 10 машин – 1960 г. Первые два закончены в 1961 г. Первый серийный танк Strv-103 был закончен в 1966 г., последний – в 1971 г. Всего выпущено более 300 машин. До конца века сняты с вооружения и заменены на танки «Леопард-2А4». Емкость баков Strv-103 – 960 л.с. (запас хода – до 390 км). Боевая масса – 40 т, скорость – до 50 км/ч. |
Путь ГТД на советские танки запутан и парадоксален. Перефразируя историка, можно сказать: «Наш рассказ напоминает наши дороги – такие же запутанные и петлистые, будто проползла змея. Но если вы вздумаете сократить ее, то будете долго петлять, попадете в болото и в конце-концов, в грязи и тине, окажитесь на той же извилистой дороге...»
Появление в годы Второй мировой войны принципиально нового двигателя – газовой турбины – породило в послевоенные годы установку новомодной силовой не только на самолеты, но и на корабли, автомобили и ... танки. Впрочем, авиационные двигатели и до того довольно часто ставились на танки, привлекая своей мощностью и компактностью, часто в ущерб надежности, экономичности и моторесурсу. Первыми решили примерить ГТД на танке англичане – они тогда лидировали в разработке газотурбинных двигателей. Фактически это был передвижной испытательный стенд на шасси танка «Конкэрор» (без башни) – самой тяжелой тогда боевой машины в Великобритании. Но часовой расход топлива в сотню имперских галлонов (455 л) быстро охладил энтузиастов.
Спустя почти десять лет на ходовые испытания вышла еще одна «безбашенная» конструкция – шведский танк «S» с комбинированной силовой установкой из турбины «Боинг» 502/10МА и поршневого двигателя «Роллс-Ройс» В81 (на серийных машинах заменены на «Детройт-дизель» 6V-53T мощностью 290 л.с. и турбину «Боинг» 553 мощностью 490 л.с. при 38000 об./мин). Фактически турбина должна была представлять собой только форсажную часть силовой установки и применяться только в боевых условиях или на тяжелой дороге. Реально оказалось, что газотурбинный двигатель приходится использовать гораздо чаще, чем планировалось. Характерно, что по пути шведов никто не пошел ни в области силовой установки, ни в области компоновки. Испытания танка «S» (Strv-103) в США и Великобритании имели чисто академический интерес, а недавнее опробывание шведской машины у нас в стране на кубинском полигоне показало, что это фактически «передвижная артустановка». Стрельба с ходу невозможна в принципе из-за жесткой установки пушки в лобовом листе. Фактически, согласно Договору об обычных вооружениях в Европе, «танк "S"» не является даже таковым, так как танком считаются «гусеничные бронированные машины, вооруженные пушками калибром не менее 75 мм, имеющими угол поворота в горизонтальной плоскости в 360 град.»!
ПЕРВЫЙ В МИРЕ
Двигатель ГТД-3Т и его схема |
Инерционная решетка с изогнутыми пластинами танка «166ТМ» (слева) и решетка с прямыми пластинами танка «167Т» |
Два вида на моторно-трансмиссионное отделение танка «167Т». Слева виден вентиляторный блок с сепаратором пыли на подъемной крышке МТО с приводом через карданный вал от турбокомпрессора, отделяемый при подъеме крышки |
Танк «Объект 167Т» |
«Объект 166ТМ» |
«Объект 288» |
Работы по газотурбинной силовой установке для танка велись в Советском Союзе еще с 1948 г. по инициативе Минобороны. Первым практическим результатом стало создание к 1958 г. газотурбинного двигателя ГТД-1 мощностью 1000 л.с. под руководством Г.А. Оглоблина на Ленинградском Кировском заводе. Двигатель предназначался для тяжелого танка «объект 278», что и предрешило его судьбу – тема была закрыта вместе с тяжелыми танками... Двигатель имел температуру газа перед турбиной 907 град.С и удельный расход топлива 335 г/л.с.ч.
Следующим рубежом стал 1960 г. – начало работ на Уралвагонзаводе под руководством Л.Н.Карцева над газотурбинным танком и создание в ОКБ-29 Минавиапрома под руководством В.А. Глушенкова на базе вертолетного газотурбинного двигателя ГТД-3 двух модификаций танковых силовых установок. Первая из них -в двух вариантах: ГТД-ЗТ и ГТД-ЗТУ (800 л.с.) – предназначалась для танка Уралвагонзавода. Вторая – ГТД-ЗТЛ (800 л.с.) и ГТД-ЗТП (920 л.с.) – для харьковского «объекта 432».
Особенности эксплуатации ГТД создали трудности как у танкостроителей, так и у двигатели сто в. Удлинение ГТД в процессе работы из-за теплового расширения заставило использовать шарнирные крепления на амортизаторах. Для улучшения приемистости двигателя и торможения танка двигателем использовался перепуск газов перед силовой установкой. Для ГТД была спроектирована и специальная трансмиссия – моноблок из трехскоростной коробки передач вместе с планетарным механизмом поворота.
Наибольшую сложность представляла система воздухоочистки, так как не было требований ни к чистоте воздухоочистки, ни к объемам, занимаемым воздухоочистителем. Соответствующие работы были проведены во ВНИИ-100 (головной отраслевой институт) под руководством Е.Н.Калининой-Ивановой. В 1961 г. группа специалистов Уралвагонзавода под руководством И.А. Набутовского разработала систему возду-хопитания с использованием осевого вентилятора и радиаторно-инерциальной решетки (сепаратора пыли), обеспечивающей избыточный наддув силового отделения. Часть воздуха с отсепарированной пылью поступала на охлаждение маслорадиатора, потом охлаждала двигатель и, смешиваясь с выхлопными газами, выбрасывалась в атмосферу. Воздухоочиститель крепился к крыше МТО и приводился от ротора турбокомпрессора. Коэффициент очистки на стенде составил 95-95%, что соответствовало требованиям ВНИИ-100.
Техпроект новой силовой установки был утвержден в апреле 1963 г., после чего началась работа над тремя опытными танками: на базе опытного «объекта 167» с шестикатковой ходовой частью; на базе серийного танка Т-62 («объект 166ТМ» с ходовой частью «объекта 167»); «объект 167ТУ» с ГТД-ЗТУ. Последний, правда, так и не был изготовлен. 29 января 1963 г. прошли сдаточные испытания двигателя ГТД-ЗТ, 28 марта – контрольные испытания. Всего в 1963 г. были изготовлены четыре двигателя ГТД-ЗТ. Двигатель был доставлен самолетом на Уралвагонзавод и за 10 дней установлен на танк. Двигатель имел семиступенчатый осецентробежный компрессор со степенью повышения давления 6,5. Температура газа перед турбиной – 857°С. Удельный расход топлива – 330 г/л.с.ч. Масса двигателя составляла 350 кг, вес редуктора – 85 кг.
После начала 11 апреля 1963 г. испытаний «объекта 167Т» был проведен сравнительный пробег опытного танка с ГТД и серийным Т-62 с 580-сильным дизелем. Пробег на трассе 20 км прошел по глубокой грязи. При этом «объект 167Т» показал на 50% большую скорость. Механик-водитель «объекта 167Т» только четыре раза осуществил переключение передач на трассе (средняя скорость «167Т» – 41,2 км/ч, средняя скорость Т-62 – 27,7 км/ч), в то время как на Т-62 пришлось 18 раз переключить передачи. В то же время запас хода у танка с ГТД оказался на 22% меньше, чем у серийного Т-62, несмотря на больший на 620 л запас топлива (средний расход топлива на «167Т» 240 кг/ч, на Т-62 – 83,2 кг/ч).
Пожалуй, пиком испытаний «объекта 167Т» были его сравнительные испытания 14 сентября 1964 г. с новейшим тогда танком Т-64 завода им. Малышева с дизельным двигателем 5ТДФ мощностью 700 л.с. Гонки выиграл «объект 167Т», за что его водителю-испытателю Володченко выдали ордер на трехкомнатную квартиру...
Успех «объекта 167Т» подстегнул аналогичные работы в других танковых КБ. Как упоминалось выше, ВНИИ-100 специально для харьковского КБ создал вариант ГТД-ЗТЛ, который установили на Т-64 (позже известный какТ-64Т). Работы по доводке Т-64Т шли до 1968 г., за время которой было пройдено 3000 км, испытано оборудование для подводного вождения (впервые для танков с ГТД). В Ленинграде под спарку двигателей ГТД-350Т НПО им. Климова на Кировском заводе был создан «объект 288», фактически представлявший собой ходовой макет типа «Конкэрора». Спаренная установка не показала каких-либо преимуществ, и в дальнейшем ленинградцы приступили к созданию силового агрегата с одним двигателем.
По результатам проведенных испытаний «167Т» на Уралвагонзаводе развернулась работа по совершенствованию новой силовой установки. Так, факеление двигателя при запуске исправили регулировкой топливной автоматики. Среди выявленных недостатков оказалась малая эффективность системы перепуска воздуха для торможения танка турбиной. Для получения приемлемых характеристик требовалось применение регулируемого соплового аппарата турбины. Недостаточной оказалась 96% очистка воздуха от пыли – в условиях большой запыленности все равно отмечалась эрозия лопаток турбины. Требовалось поднять уровень очистки до 98%. Проблема воздухоочистки осложнялась еще и тем, что при использовании в ГТД теплообменника, который позволял снизить расход топлива до более или менее приемлемого уровня (где-то на 50-80 г/л.с. ч по сравнению с ГТД-ЗТ), требовалась практически 100% очистка от пыли! То есть установка второй, барьерной системы очистки. «Нулевой пропуск» пыли резко ухудшал массогабаритные характеристики воздухоочистителя (в два раза) и усложнял его эксплуатацию (пример: резко возросшая частота смены фильтров на американских М1 «Абрамсах» во время «Бури в пустыне» в 1991 г.).
В целом работы по танкам с ГТД продолжались в Нижнем Тагиле до 1967 г. К тому времени «объект 167Т» прошел 1270 км, а «объект 166ТМ» испытывался во ВНИИ-100. По результатам испытаний и семи лет работ конструкторы из Нижнего Тагила смогли оценить достоинства и недостатки своих «объектов» с ГТД и пришли к заключению о неперспективности на данном этапе создания газотурбинного танка.
Главным доводом против была низкая экономичность ГТД – расход топлива был в 1,6-1,8 раз больше, чем у дизеля. Как следствие, газотурбинный танк следовало обеспечить большим запасом топлива, и при этом он все равно проигрывал дизельному танку по запасу хода. Лучшие массо-габаритные показатели ГТД сводились на нет сложной системой воздухоочистки. При этом в условиях высокой запыленности резко снижался ресурс силовой установки. Не в последнюю очередь играла свою роль и высокая стоимость ГТД. Хотя в заключение специалисты Уралвагонзавода отметили, что опыт работ по «объекту 167Т» «рекомендуется для использования при проектировании силовых установок танков с газотурбинным двигателем», было ясно, что без серьезных капиталовложений и научной проработки создать конкурентноспособный танковый ГТД невозможно.
Так завершилась история первого в мире газотурбинного танка «объект 167Т»...
НОВЫЕ ГТД ДЛЯ ТАНКОВ
Танк Т-80 с газотурбинным двигателем |
ГТД-1250 мощностью 1250 л.с. |
Казалось, что крест на танковом ГТД был поставлен надолго... Но уже через несколько месяцев работы по танковым ГТД в Советском Союзе развернулись с новой силой и с гораздо большим размахом! Главным побудительным поводом для нового этапа работ стала информация о том, что в США серьезно занялись созданием танковых силовых установок с ГТД. На новый вызов гонки вооружений требовался адекватный ответ.
В 1968 г. на ЛНПО им. В.Я. Климова началась работа над танковым ГТД для Ленинградского Кировского завода – ГТД-1000Т мощностью 1000 л.с. Двигатель выполнялся по трехвальной схеме, без теплообменника, с температурой газа перед турбиной 967 град.С и степенью повышения давления 9,1. Удельный расход топлива за счет высоких параметров двигателя снизился до 240 г/л.с.ч, несколько смягчив проблему прожорливости ГТД.
Понятно, что доводка двигателя со столь высокими параметрами не могла проходить без щедрого финансирования Минобороны. Вопрос о газотурбинном танке был на особом счету у тогдашнего секретаря ЦК Компартии Д.Ф. Устинова. Для доводки двигателя было создано 15 специальных стендов (для сравнения: СКБ «Турбина» в период своего расцвета имело 17 стендов, да еще предоставляло их услуги другим предприятиям!). Другая проблема – работа двигателя в условиях повышенной запыленности – решалась комплексно: эффективность одноступенчатого воздухоочистителя подняли до 98%; подняли воздухозаборник на большую высоту – до 1,35 м над крышей моторного отделения; внедрили в конструкцию двигателя систему воздушных форсунок для сдува пыли в сопловом аппарате турбины и продувки компрессора при запуске и остановке турбины. Тем не менее ресурс ГТД-1000Т был не высок – 300 ч. Заводские полигонные испытания ГТД-1000 прошел в 1972 г.
Проектирование танка под новый двигатель в КБ-3 на Кировском заводе возглавил Н.С.Попов. Первый образец ленинградского танка «219сп1» был подготовлен в 1969 г. Долгий и сложный путь доводки танка и двигателя завершился принятием на вооружение в 1976 г. первого в мире серийного танка с единым ГТД – Т-80. Случайно или нет, но именно в ноябре 1976 г. в США победителем конкурса на новый танк был объявлен ХМ1 фирмы «Крайслер» с газотурбинным двигателем AGT-1500, выигравший у дизельного танка Дженерал Моторс. Позже специальная комиссия, рассматривавшая правильность этого выбора, отметила, что главным доводом в пользу ГТД является в первую очередь большая техническая перспективность газовой турбины. Вопрос стоимости ГТД и затрат на его эксплуатацию был вторым – сверхдержавы хотели ездить первым классом!
ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ
Казалось, второй раунд остался за газотурбинным танком. Дальнейшее развитие танковых ГТД шло по пути увеличения мощности: появился 1100-сильный ГТД-1000ТФ, а затем и 1250-сильный ГТД-1250. Вместе с тем проявились и недостатки Т-80. Большая прожорливость по топливу приводила к тому, что для обеспечения движения колонн Т-80 требовалось в три раза больше топливозаправщиков, чем для Т-72! Проблема чувствительности ГТД к загрязненности воздуха заставила использовать Т-80 в основном в северных районах с меньшей запыленностью.
Не стояли на месте и двигателисты, сумевшие поднять удельную мощность танковых дизелей. Результатом стало появление дизельного Т-80УД. Даже американцы не устояли и провели испытания М1 «Абрамса» с дизельным двигателем в установке «Europowerpack». Характерно, что на мировом рынке танки с газотурбинными двигателями практически не пользовались каким-либо успехом. Так, американцам свой М1 «Абрамс» удалось «продавить» в страны Ближнего Востока только политическими методами. Аналогично и экспортные поставки Т-80У на Кипр и в Южную Корею больше имели политическую подоплеку и не имели продолжения. В конкурсах, проводимых, например, в Греции и Турции, безусловно делается ставка на дизельные танки. Именно дизельные украинские Т-84 и российские Т-90 были заказаны соответственно Пакистаном и Индией...
Казалось, дизель берет реванш, но общепринято считать, что окончательный выбор еще не сделан. Даже высокая стоимость танков с ГТД вещь весьма противоречивая: как учит опыт истории, численное превосходство не гарантирует успеха в бою. Не всегда можно реализовать и техническое преимущество. Давайте взглянем на современные конфликты: наиболее отвечающими характеру боевых действий в Чечне и Афганистане оказались танки Т-55, чье время, казалось бы, ушло лет 30 назад! Более того, по опыту этих боев появился новый вид бронетанковой техники – боевые машины поддержки танков (БМПТ). Фактически вновь испеченные БМПТ являются чисто противопартизанскими танками, рассчитанными на бой с противником, вооруженным в лучшем случае гранатометами и легкими ПТРК, при отсутствии подготовленной обороны. Да и какие могут быть БМПТ, когда из-за отсутствия средств на колесные БТР (!), мы дожили до бронированных грузовиков с открытыми пулеметными установками.
Какой танк требуется в будущем, определяет в первую очередь военная доктрина. Должно быть четкое понимание, с кем нам, может, придется воевать: со сверхдержавой или с партизанами; какую армию иметь – профессиональную или отвечающую концепции «вооруженного народа». Тогда и станет ясно, какой танк нам следует иметь и будет ли на нем стоять ГТД или дизель. А наши танкостроители не подведут – 30-летняя история газотурбинных танков тому подтверждение!
см.также: Первый боевой газотурбинный танк «ОБЪЕКТ 167Т» в Музее бронетанковой техники Уралвагонзавода (фотодетализация)
см.также: ТАНК «ОБЪЕКТ 167Т»: фотодетализация боевого отделения (Музей бронетанковой техники УВЗ)
