Техника и вооружение 2011 06 - Коллектив авторов (книги бесплатно без онлайн TXT) 📗
В организационном плане новая работа существенно отличалась от сложившейся ранее практики создания бронетанковой техники в СССР. Для максимального сокращения сроков разработки танка Т-64А с ГТСУ и в целях исключения повторения ситуации с МТО танка Т-64А (с двигателем 5ТДФ) практически сразу после принятия решения о начале работ в июле 1967 г. была сформирована объединенная группа численностью 20 человек, в состав которой вошли специалисты ЗиК, ЛКЗ, ВНИИТрансМаш и НИИД. Для них было выделено отдельное помещение на территории ЗиК. В задачи группы входило: разработка (с учетом опыта и предыдущих результатов) технического задания на ГТСУ танка Т-64А, согласование всех технических вопросов, связанных с созданием деталей и узлов совместных систем, и подготовка необходимой технической документации. Деятельность группы постоянно контролировалась и координировалась на технических совещаниях у заместителя главного конструктора ОКБТ ЛКЗ А.С. Ермолаева.
Работы по формированию конструктивного облика нового газотурбинного двигателя и подготовка технического задания велись практически одновременно, что позволило спустя девять месяцев, к моменту выхода постановления ЦК КПСС от 16 апреля 1968 г., выработать ТТТ и четко определить концепцию ГТСУ. Общую компоновочную схему двигателя и его предварительный конструктивный облик выполнили специалисты ЗиК подлинным руководством главного конструктора С. П. Изотова.
По их предложению приняли схему трехвального ГТД. Газогенераторный модуль представлял собой двухкаскадный турбокомпрессор с каскадами низкого (КНД) и высокого давления (КВД) 18*. При этом рабочие колеса компрессоров были выбраны центробежными, закрытого типа, цельнолитыми, с покрывными дисками. Будущее показало, что техническое направление было определено правильно, так как обеспечило высокое значение КПД (ступень КНД=0,825; ступень КВД=0,815) и хорошие запасы газодинамической устойчивости. Кольцевая камера сгорания с поворотом потока газа турбины компрессоров — осевая. Сопловой аппарат турбины высокого давления — охлаждаемый. Рабочие лопатки всех турбин — неохлаждаемые. Силовая турбина — осевая, одноступенчатая, с регулируемым сопловым аппаратом.
В качестве способа регулируемого наддува рассматривались два варианта решения: регулируемый сопловой аппарат турбонагнетателя (РСА) и гидродифференциальный привод к турбонагнетателю (ГДП).
Использование ГДП позволяло получить необходимые мощностные характеристики двигателя, в том числе характеристику постоянной мощности, что могло быть реализовано при наличии в составе силовой установки танка гидромеханической трансмиссии. ГДП, являясь элементом трансмиссии, осуществлял связь приводного агрегата (нагнетателя) как с двигателем, так и с ведомыми элементами силовой части танка (трансмиссия, ходовая часть).
Применение гидромеханической трансмиссии (ГМТ) практически обуславливало отказ от бортовых КПП с присущими для них рядом недостатков:
— отсутствие механизма поворота с прогрессивными характеристиками;
— отсутствие возможности автоматизации управления;
— сложность проведения ремонтных работ в полевых условиях;
— отсутствие возможности проведения широкой унификации при создании машин различного назначения и др.
Предлагаемый ГДП был прост по конструкции, обладал внутренней автоматичностью, обеспечивал повышение КПД трансмиссии (ГМТ) за счет наличия двойного потока мощности и способствовал повышению КПД силовой установки путем использования энергии отработанных газов двигателя при наличии турбонагнетателя. Такой способ регулируемого наддува являлся комплексным решением одной из задач, способствующих эффективному использованию энергии запаса двигательной установки и потенциальных возможностей моторно-трансмиссионных элементов силовой части танка.
Тем не менее жесткое требование создавать ГТСУ только в рамках конструкции танка Т-64А привело к применению РСА, даже несмотря на ряд его недостатков, таких как ухудшение основных характеристик двигателя (тепловыделение, приемистость) и недостаточная надежность (работа автоматики в условиях высоких температур, склонность к закоксовыванию).
Конструктивной особенностью проектируемого двигателя ГТД-1000Т являлось наличие встроенного понижающего редуктора, который обеспечивал снижение частоты вращения ротора силовой турбины с 26500 до 3154 об/мин. При этом ось вала отбора мощности редуктора располагалась перпендикулярно продольной оси двигателя, что обеспечивало возможность передачи крутящего момента на бортовые коробки передач танка Т-64А.
На тот момент, по оценке ведущего инженера «Объекта 288» Н.Ф. Шашмурина 19*, двигатель ГТД-ЮООТ, разрабатываемый специально для танковой силовой установки, по своему исполнению (конструкция, параметры) не соответствовал требованиям, предъявляемым к силовой установке перспективного танка. Конструктивное исполнение ГТД-ЮООТ предусматривало использование бортовых трансмиссий, что ограничивало его применение только в танках с компоновочной схемой МТО, выполненной по типу Т-64, и серьезно усложняло дальнейшее совершенствование и отладку ГТСУ.
Для создания мобилизационного варианта МТО танка Т-64А выглядело более рациональным взять за основу уже выполненные в КБ УВЗ и ВНИИ-100 проекты танков «Объект 172» (В-45) и «Объект 004» (ГТСУ в составе ГТД-ЗТП) соответственно.
Что касается ГТСУ, пригодной к установке в перспективном танке, Н.Ф. Шашмурин считал целесообразным вести разработку нового газотурбинного двигателя применительно к тяжелому танку Т-10, где имелся значительно больший объем МТО. Реализация этого предложения, наряду с предлагаемыми способами совершенствования двигателя (модификация ГТД-1000М с теплообменником ГТД-350Т), элементов моторной установки и применением центральной гидромеханической коробки перемены передач, позволила бы также решить задачу размещения в забронированном объеме корпуса десанта, дополнительного топлива и боекомплекта без нарушения компоновки и основных характеристик танка.
Тем не менее решение о принятии Т-64А в качестве единого танка Советской Армии (и как базы для всех боевых машин) обсуждению не подлежало и оставалось незыблемым.
Конструированием узлов и систем ГТСУ, обслуживающих работу ГТД в танке, занимались специалисты ВНИИТрансМаш.
Опыт выполненных ранее исследований показал, что применение ГТД в составе ГТСУ влечет за собой появление ряда новых проблем, специфичных для этого типа двигателей. Так, для обеспечения работы ГТД требовались в 4–5 раз больший расход воздуха и 2–3 раза меньшее максимально допустимое сопротивление на входе по сравнению с дизельными двигателями. Выполнение этих условий накладывало серьезные ограничения на выбор конструктивных решений при создании воздухоочистителя для ГТСУ танка Т-64А.
К поиску нетрадиционных способов решений этих и других задач были привлечены студенты-дипломники кафедры «Гусеничные и колесные машины» ЛПИ им. М.И. Калинина. Успешно защитившимся выпускникам была гарантирована интересная работа, обеспечивающая хорошие перспективы профессионального роста в отделе двигателей и моторных установок ВНИИТрансМаш. Пятерых студентов, согласившихся с этим предложением, ждала тема дипломного проекта — разработка ГТСУ с различными типами воздухоочистителей. Рациональные решения дипломных проектов использовались в дальнейшем в компоновке ГТСУ разработанной Ю.Е. Панковым 20* под руководством В.В. Антонова 21*.
ВНИИТрансМаш предложил конструкцию одноступенчатого воздухоочистителя с прямоточными циклонами и систему многофункциональных центробежных вентиляторов, обеспечивающих одновременно выполнение функций агрегатов отсоса отсепарированной пыли из воздухоочистителя и охлаждения масла в радиаторах двигателя и трансмиссии. Также по инициативе специалистов ВНИИТрансМаш в трансмиссии танка применили схему и конструктивное исполнение бортовых коробок передач.
От использования теплообменника на данном этапе работ решили отказаться, так как это выдвигало очень жесткие требования к степени очистки воздуха (не менее 99 % 22*) и влекло за собой существенное увеличение габаритов воздухоочистителя, а значит — и ГТСУ в целом. По предварительным оценкам, отказ от теплообмен — ника позволял обеспечить работоспособность ГТД при степени очистки воздуха 97 % 23*.
