Автомобиль танковым двигателем

РАЗВИТИЕ ТАНКОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ ЗА РУБЕЖОМ

За рубежом наблюдается качественная подвижка в танковом дизелестроении в части повышения мощности, улучшения экономичности, снижения теплоотдачи двигателей в танковые системы. Попутно улучшаются экологические характеристики двигателей. Это стало возможным благодаря огромным финансовым вложениям фирм и международных корпораций в наукоемкие разработки и исследования по всем направлениям, связанным с конструированием и производством двигателей.

Что побуждало развитие этих вопросов? Несомненно, прежде всего это вызвано необходимостью экономии углеводородных источников энергии, что в период глобального энергетического кризиса для ряда стран (особенно не обладающих природными запасами углеводородного топлива) стало вопросом национальной безопасности, когда любые технические решения, обеспечивающие экономию топлива, становятся выгодными и целесообразными. Безусловно, решалась задача повышения всех показателей и характеристик двигателей, как главной составной части ОБТ. Энергичные работы над улучшением топливной экономичности дизелей стимулировали исследования в области совершенствования рабочих процессов, повышения энергии впрыска топлива и управления процессами впрыска, увеличения степени наддува и в ряде других направлений.

Если с 1927 по 1985 г. давление впрыска топлива составляло 20—50 МПа, то в последние 10 лет оно возросло до 200 МПа! [40]. Высокое качество распыла и электронное управление впрыском топлива обеспечили:

— снижение расхода топлива;

— уменьшение теплоотдачи двигателя в танковые системы;

— низкий уровень эмиссии (состава вредных выбросов) газов. Выбросы окислов азота (один из главных вредных ингредиентов выхлопных газов) и твердых частиц в выхлопных газах дизелей снизились за 10 лет в 10 раз! [40];

— улучшение пуска двигателя;

— управление количеством впрыскиваемого топлива по оптимальному алгоритму;

— снижение величины максимального давления газов в цилиндре (повышение ресурса) двигателя;

— уменьшение шумности работы двигателя.

Диаграммы эволюции МТО танков с силовыми установками, оснащенными дизелями фирмы MTU [44]

Двухтактный оппозитный шестицилиндровый дизельный двигатель 6ТД-1 танка Т-84 (Украина)

Силовая установка с дизельным двигателем 12V1200-TM37 танка «Челленджер-2» (Великобритания)

Силовая установка Euro Power Pack с дизелем МТ 883Ка-500 фирмы MTU и трансмиссией HSWC295 фирмы RENK (Германия)

Ведущие производители дизелей заменили механические регуляторы электронными устройствами. Их характеризуют гибкость управления, самодиагностика, использование резервных программ, питание каждого цилиндра в соответствии с его техническим состоянием. Возможны отключение цилиндров, управление параметрами впрыска топлива и др. На смену топливным распределительным насосам высокого давления (ТНВД) приходят аккумуляторные системы «коммон рейл» (CRI), электроуправляемые насос-форсунки и индивидуальные ТНВД.

Ведущие фирмы мира (Bosch, FIAT, DyM1er Chrysler, Denso, Multee) включились в производство нового поколения топливных систем. Фирмой Siemens VDO Automative ведутся активные работы по совершенствованию систем CRI с пьезоисполнительным механизмом. Образцы уже работают в серийных автомобилях и отличаются чрезвычайно большими скоростями управления.

Другими важнейшими признаками современного дизеля стали высокий наддув, промежуточное охлаждение наддувочного двигателя, регулирование проточной части турбокомпрессора и т.д.

И сегодня лучшие дизельные двигатели для танков МТ 883 Ка-500 (1100 кВт), МТ 883 Ка-501 (1325 кВт), серийно выпускаемые фирмой MTU, будучи установленными в силовой блок EUROPAC (Euro Power Pack), давно превзошли по удельным характеристикам силовой блок с ГТД танка M1 «Абрамс».

Флагманом в мировом танковом дизелестроении является немецкая фирма MTU. О ее достижениях свидетельствуют публикации:

— «В середине 1990-х гг. General Dynamics Land Systems устанавливала по собственной инициативе для участия в тендере на ОБТ для турецкой армии Euro Power Pack в американском танке М1А2 «Абрамс» вместо газовой турбины AGT-1500, при этом корпус укоротился на 950 мм и в два раза уменьшился всем известный высокий расход горючего…

… Высокофорсированная версия МТ 883, развивающая мощность 2740 л.с. (2016 кВт), была принята для экспедиционной боевой машины (EFV), которая разрабатывается для американской морской пехоты (USMC).

Кроме того, МТ 883 был принят для самой последней версии Mark 4 (Mk 4. — Прим. авт.) израильского танка «Merkava», для которого дизель производится в США фирмой General Dynamics (Detroit Diesel по лицензии. — Прим. авт.) как GD 883. Как полагают, МТ 883 будет выбран для нового южнокорейского танка ХК-2» [41];

— «Силовая установка Euro Power Pack установлена на всех 436 танках «Леклерк» фирмы Giat Industries, поставляемых в Объединенные Арабские Эмираты. Поставки включают не только основной боевой танк, но и БРЭМ, первым заказчиком которой были Объединенные Арабские Эмираты. БРЭМ «Леклерк» находится в настоящее время также на вооружении французских сухопутных войск, которые выбрали силовую установку Euro Power Pack, а не разработанную во Франции силовую установку, которой оснащены французские танки «Леклерк».

В целях испытания силовая установка Euro Power Pack была также установлена на танке «Челленджер-2Е» фирмы Alvis Vickers…» [42].

В США были созданы и всесторонне испытаны дизельные силовые блоки фирмы «Камминз» с двигателем APVS и двигателем XAV-28 с малым выделением тепла. На первом этапе разработчики XAV-28 неожиданно столкнулись с повышенным дымлением, что затормозило работы. После появления и развития современных систем CRI были выполнены доработки с увеличением на 102 мм общей длины двигателя и установкой прогрессивной топливной системы, что обеспечило самый низкий для четырехтактного дизеля уровень теплоотдач в танковые системы, снизило расход топлива и выделение вредных газов.

У лучших современных серийных двигателей суммарная теплоотдача во внешние танковые системы составляет 51—55% от величины мощности двигателя, а у американского дизеля XAV-28 составляет всего 48% [43, 44]. Эти параметры определяющим образом влияют на габариты системы охлаждения и мощность, теряемую двигателем на пути к ведущим колесам танка.

Последнее время в США и ряде других государств НАТО стали выдвигаться требования по аэротранспортабельности боевой техники. Это делает необходимым ограничение массы боевых машин. Разработанное фирмой MTU в начале 2000-х гг. новое семейство двигателей HPD (High Power Density) пятого поколения дизелей отвечает и этому требованию. Семейство двигателей HPD стандартизовано по объему цилиндра, равного одному литру, и частоте вращения 4250 об/мин, имеет рекордный показатель литровой мощности 125 л.с., снимаемой с одного цилиндра. По сравнению с дизелем МТ 883 новый дизель МТ 893 при мощности 1500 л.с. будет иметь на 50% меньший габаритный объем, более высокую топливную экономичность, меньший объем системы охлаждения.

Новая немецкая БМП «Пума» уже снабжена компактным силовым блоком с двигателем V10HPD массой 860 кг с максимальной мощностью 1100 л.с. [45].

Фирма MTU предложила концепцию нового двигателя HPD для боевой машины будущего FCS (Future Combat System) американских сухопутных войск.

В этой работе принимает участие американская фирма Detroit Diesel Corporation, получившая заказ от командования по танковой технике и вооружениям (ТАСОМ) армии США на разработку и изготовление современного дизельного двигателя [46].

Двигатели семейства HPD могут хорошо сочетаться с электромеханической или электрической трансмиссиями.

Выдвигаемые за рубежом требования к перспективным силовым установкам, сочетающим компактность и высокую топливную экономичность двигателя, не оставляют шансов для использования газотурбинных двигателей в ВГМ.

Мировое двигателестроение ориентируется на международную кооперацию предприятий по производству отдельных агрегатов и комплектующих составных частей двигателей. Примером могут служить:

— группа фирм Mahle — крупнейший в мире разработчик и изготовитель элементов поршневой группы. Она поставляет поршни различных размерностей и модификаций более чем в 190 фирм, производящих двигатели различного назначения. Фирма имеет представительства более чем в 100 странах мира, изготавливает более 7 тыс. различных образцов поршней диаметром от 30 до 620 мм с годовой программой выпуска порядка 50 млн. поршней;

— фирма Garett — ведущий мировой разработчик и изготовитель турбокомпрессоров;

— фирма Bosch — мировой лидер в производстве новейшей топливной аппаратуры.

Основными направлениями развития конструкции дизелей за рубежом являются:

— использование топливной аппаратуры с микропроцессорным управлением;

— применение управляемого турбо-наддува в сочетании с охладителями наддувочного воздуха;

— внедрение более жаропрочных и жаростойких материалов и защитных покрытий для деталей цилиндропоршневои группы и клапанов газораспределения, а также других прогрессивных технологических и конструктивных решений, позволяющих форсировать двигатели по мощности и снижать теплоотдачу в объектовые системы.

Все двигатели обеспечены в эксплуатации высококачественными горюче-смазочными материалами с прогрессивными характеристиками.

Установка силового блока Euro Power Pack в танк M1 «Абрамс» может сократить длину танка приблизительно на 1000 мм

* * *

Литература и источники

1. Шунков В.Н. Танки. — Минск: ООО «Попурри», 2003.

2. Костенко Ю.П. Танки (тактика, техника, экономика). — М.: НТЦ «Информатика», 1992.

3. Архивы ОАО «УКБТМ».

4. Танк Т-64А. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, Кн. 1. — Министерство оборонной промышленности СССР, 1973.

5. Устьянцев С., Колмаков Д. Боевые машины Уралвагонзавода. ТанкТ-72. — Н. Тагил: Медиа-Принт, 2004.

6. Лантратов К., Сафронов И. Танки не рвутся в холдинг // Коммерсантъ. — 2006, №45.

7. Sieff M. В фокусе оборона: преимущества России в конкурентной борьбе — II // UnitedPress International. — 2007, 19 декабря.

8. Sieff M. В фокусе оборона: преимущества России в конкурентной борьбе — IV// UnitedPress International. — 2007, 25 декабря.

9. Веретенников А.И. и др. Харьковское конструкторское бюро по машиностроению имени А.А. Морозова. — Харьков: Синтез, 2002.

10. Интернет-сайт ГП «Завод им. В.А. Малышева» (http://www. malyshevplant.com.).

11. Козишкурт В.И., Филиппов В.П. Единое базовое шасси для бронированных гусеничных машин. Актуальные проблемы защиты и безопасности // Труды Восьмой Всероссийской научно-практической конференции (4—7 апреля 2005 г.), Т. 3. — СПб.: 2005.

12. Шаповалов В.В. О перспективах танковых ходовых частей: Материалы конференции «Броня-2002».

13. Иванов В. Нескончаемая милитаризация планеты Земля. Военные расходы всех стран мира продолжают расти, утверждают эксперты СИПРИ // НВО. — 2007, №34 (539).

14. Аксенов П. Голубая мечта Доналда Рамсфелда: Пентагон разрабатывает проект Future Combat System-модель армии будущего. Интернет-сайт Источник Источник http://www.lenta.ru/articles/2005/05/24/fcs.

15. Медин А. На пути трансформации. О концепции создания сухопутных войск США нового типа // ВПК. — 2005, №25 (92).

16. Военная доктрина Российской Федерации // Российская газета. — 2000.

17. Лейковский Ю.А. Газотурбинный двигатель. Перспективы применения в БТВТ. В сб. «85 лет отечественному танкостроению» (7—8 сентября). — Н. Тагил, 2005.

18. Парамонов В.А., Филиппов В.П. Топливная экономичность танка Т-80У. Актуальные проблемы защиты и безопасности // Труды Восьмой Всероссийской научно-практической конференции (4-7 апреля 2005 г.), Т. 3. — СПб., 2005.

19. Троицкий Н.И. Танковые двигатели и силовые установки — состояние и задачи развития. В сб. «85 лет отечественному танкостроению» (7—8 сентября). — Н. Тагил, 2005.

20. Костин К.И., Прокопенко Н.И., Соловьев А.А. Развитие силовых установок танков: перспективы и проблемы // Материалы конференции «Броня 2002».

21. Вавилонский Э.Б. Как это было… Ч. 1, Газотурбинный танк — объект 167Т. — Н. Тагил, 2001.

22. Черноморский А.И. О работах по перспективным танковым ГТД за рубежом // Зарубежная военная техника. — 1981, серия 4, №9.

23. Конструктор танковых дизелей И.Я. Трашутин. Уральская школа двигателестроения. — Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во, 2006.

24. Webrtechnik. 1976, №10, с. 66-69.

25. Engineer, 1977.

26. «Зарубежная военная техника», серия IV, 1981 г. вып.З.

27. «Зарубежная военная техника», серия IV, 1981 г. вып.9.

28. Gas Turbine World, 1977, № 3.

29. Петухов В., Шегалов Л. Методика сравнительной оценки тепловых двигателей различных типов… // Двигателестроение. -1985, №9.

30. Ogorkiewich R. New US Tank Engine is Making Thirsty Work // Jane’s defense Weekly. — 2001, 14 February.

31. Зубов Е.А. Двигатели танков. — M.: НТЦ «Информтехника», 1995.

32. Морозов В., Изотов Д. Двигатели для «летающих» танков // Двигатель. — 1999, №5.

33. Спасибухов Ю. M1 «Абрамс» — основной боевой танк США //Танкомастер. Спец. выпуск. — 2000.

34. Козишкурт В., Ефремов А. Танковый вальс. Будущее отечественного танкостроения // Завтра. — 2007, №46 (730).

35. Овсянников Б. Будущее — за ГТД// НВО. — 2002, №11.

36. Попов Н.С., Изотов СП. и др. Транспортные машины с газотурбинными двигателями. — Л.: Машиностроение, 1980.

37. Желтоножко О. Т.80: История, проблемы, перспективы // Мир оружия. — 2005, 03 (06).

38. Ашик М., Ефремов А., Попов Н. Танк, бросивший вызов времени. — СПб., 2001.

39. Телепередача «Смотр» от января 2007 г. на канале «НТВ».

40. Грехов Л. Революция с воспламенением от сжатия // За рулем. — 2002, №10.

41. Ogorkiewicz R.M. Development progresses with power density engines for light combat vehicles // IDR. — 2005, №2.

42. Christopher F Foss. More Power For Leopard 2 МВТ// Defence Upgrades. — 2003, Vol. VII, №2.

43. Рекламные материалы фирмы MTU. Twelve — Cylinder Disel Engine MT 883 for Heavy Military Vehicles 1100 kW (1500 HP).

44. Рекламные материалы фирмы MTU. Twelve — Cylinder Disel Engine MT 883 Common Rail Injection (CRI) for Heavy Military Vehicles 1100 kW (1500 HP), 1200 kW (1630 HP).

45. Рекламные материалы фирмы MTU по БМП «Пума».

46. Die Us-Firma Detroit Corporation // Soldat und Technik. — 2002, november.

Источник http://arsenal-info.ru/b/book/1344116410/31