+7 (495) 720-06-54
Пн-пт: с 9:00 до 21:00, сб-вс: 10:00-18:00
Мы принимаем он-лайн заказы 24 часа*
 

Газотурбинный двигатель танковый: ГАЗОТУРБИННЫЙ ТАНКОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ США LV-100

0

Что такое танковый газотурбинный двигатель

«Летающая» восьмидесятка: танк с душой самолета

Советское руководство полвека назад приняло революционное решение о создании газотурбинного танка. Так появился легендарный Т-80. За выдающиеся скоростные характеристики свои называли его «летающим», а чужие за высокие боевые качества дали имя «танк Ла-Манша».

Настоящая танковая битва разыгралась в феврале 1993 в Абу-Даби. На оружейной выставке IDEX впервые сошлись старые враги — отечественный Т-80У и американский M1A2 Abrams. Сражение было мирным. Танкисты не стреляли друг в друга. Им предстояло показать динамические и маневренные характеристики машин.

Российская восьмидесятка на большой скорости с лихими поворотами, словно раллийный болид, пронеслась по танкодрому. Гвоздем выступления стал прыжок Т-80У с трамплина. 46-тонная машина пролетела 14 метров и, мягко приземлившись, продолжила движение.

M1A2 попытался повторить этот трюк, но съехал на бок с трамплина и сошел с дистанции. Так был посрамлен хваленый Abrams, а Т-80У заслужил репутацию «летающего» танка.

Что такое танковый газотурбинный двигатель

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 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.

Разработки газотурбинного двигателя

Первые танки были оснащены бензиновыми двигателями, позже – дизельными. Но новое время диктовало свои правила. К концу послевоенных сороковых годов конструкторы стали всерьёз задумываться о существенном повышении мощности двигателя, от которого напрямую зависела скорость танка и его способность преодолевать препятствий. Так родилась идея использовать газотурбинный двигатель, который к тому времени широко применялся в самолётостроении.

Первый образец, который пока лишь был своеобразной «заметкой на манжетах» — с массой недостатков и недоработок, — сделали в 1954 году. Работы велись в Ленинграде, в Сибири, на Урале. Испытания заканчивались неудачами: то лопалась турбина, то случались иные, более серьёзные поломки. Однако работы продолжались, так как созданию танка была отведена серьёзная роль, которую до конструкторов донесли «сверху». В 1968 году, уже при Леониде Брежневе, в правительстве вышла бумага, в которой говорилось, что создание танка с газотурбинным двигателем стоит «. считать важнейшей государственной задачей».

На пути к гибриду

Одна из главных претензий, предъявляемых танку Т-80, — прожорливость его газотурбинного двигателя. С этим трудно поспорить — ГТД действительно потребляет больше топлива, чем дизель. «Основной вид горючего для этого танка — дизельное топливо, — говорит Сергей Суворов, —, но Т-80 может ездить и на керосине, и на смесях бензина. Как-то во время службы на Урале я столкнулся с ситуацией, когда мои танки ездили практически на воде. Баки нам заправили какой-то белой, похожей на молоко жидкостью, в которой воды было, наверно, не меньше 50%. Я тогда задавал себе вопрос — сколько бы на этой адской смеси проехал Abrams? А Т-80 ездили как ни в чем не бывало. При этом температура воздуха в тот день была ниже -10°С. Но проверку батальон сдал. Правда, потом от влаги начались проблемы в работе топливной системы двигателя».

Как считает Сергей Суворов, относительно низкая экономичность Т-80 связана не только и не столько с применением ГТД, сколько с конструкцией именно танковых газотурбинных двигателей. В отличие от дизеля, мотор Т-80 имеет более низкую приемистость. Чтобы набрать максимальные обороты, а следовательно, и мощность, дизелю надо полсекунды, а ГТД-1000/1250 — секунды три-четыре. Если на пути танка яма, механик-водитель должен бросить педаль газа, то есть сократить подачу топлива. Двигатель резко сбрасывает обороты, и танк фактически останавливается. Потом механик снова нажимает педаль подачи топлива, но требуется еще несколько секунд, пока турбина раскрутится снова. Чтобы не стоять в ямах, танкистов обучали раскручивать турбину до максимальных оборотов, а затем в яме замедляться с помощью системы торможения. Танк при этом не глохнет — так как нет жесткой связи между турбиной двигателя и трансмиссией, между ними связь только газодинамическая, однако топливо продолжает литься рекой. «В танковом газотурбинном двигателе была изначально применена не совсем правильная идеология подачи топлива, — объясняет Сергей Суворов. — Например, в ряде авиационных газотурбинных двигателей после запуска автоматически поддерживается заданное значение постоянных оборотов, а регулирование мощности на валу осуществляется за счет изменения подачи топлива, без изменения частоты вращения турбины. Если бы в танковом двигателе существовала такая же система, тогда и расход топлива был бы почти таким же, как на дизеле». Впрочем, конструкторская мысль не стоит на месте. Уже разработан перспективный газотурбинный танковый двигатель ГТД-1500, который по экономичности не уступает дизелям.

Бонус

А когда в городе сменится главбандит, День города снова перенесут?

Беларусам намекают, что Лукашенко хорошо, если половину своего срока отсидел — и может водить их по пустыне обещаний светлого завтра ещё лет 20.

Я думал российских пропагандонов «переплюнуть» просто невозможно.
Попался мне сейчас сюжет беларусских о их фюрере. Я в шоке.
Библейский политик, Моисей, его выбрал Бог. Да это просто пиздец! pic.twitter.com/cw7gKllGNR

У россиян ещё с одного боку карты кровавые истории времён раннего совка всплыли. Ждём рассказов про басмачебандеровцев?

Президент Узбекистана признал лидеров басмачей борцами за независимость.
Всвязи с этим хочется послушать пропагандистов противников «бандеровцев», что теперь скажите?https://t.co/rqMxh4rlW1 pic.twitter.com/fYzXDqbmUI

В Казахстане тоже не стали терпеть выбрыков российских политиков.

Казахские «ветераны горячих точек» пригрозили русским офицерам и депутатам.

Казахстан — такой близкий и такой уже далекий. pic.twitter.com/ChLY1rIAhc

Остановка с депутатом есть, а дороги — нет.

Помните, каждый раз, когда вы расшариваете этот дайджест, Westinghouse поставляет в Украину ещё одну порцию топлива для АЭС.

У самурая нет цели, есть только путь. Мы боремся за объективную информацию.
Поддержите? Кнопки под статьей.

голоса

Рейтинг статьи

Танковый двигатель — это… Что такое Танковый двигатель?

Танковый двигатель — двигатель внутреннего сгорания, который предназначается для установки на танки; нередко танковые двигатели устанавливаются также на боевых машинах пехоты, бронетранспортёрах, самоходных артиллерийских установках и т. п.[1][2]

Основными требованиями, предъявляемыми к современному танковому двигателю, являются его компактность, надёжность работы в различных климатических условиях, высокие энергетические показатели и экономичность, многотопливность[1].

До Второй мировой войны в качестве танковых, как правило, использовались автомобильные, а позднее и адаптированные авиационные двигатели; к 1950-х годам они были полностью вытеснены моторами специальной разработки. В настоящий момент на современных танках имеют наибольшее распространение дизельные многотопливные форсированные двигатели мощностью 440—625 кВт (600—850 л. с.) и более; применяются также газотурбинные двигатели мощностью до 1100 кВТ (1500 л. с.)

[1][2].

Помимо двигателей внутреннего сгорания, в разное время предпринимались также попытки оснастить танки силовыми установками другого типа, не имевшие, однако, особого успеха. Во время Первой мировой войны и межвоенный период существовал (в том числе и в СССР) ряд проектов танков с паровым двигателем. Некоторые паровые танки (например, американский огнемётный паровой танк 1918 года) были реализованы в металле, однако в целом опыты по использованию паровых машин в качестве танковых двигателей оказались неудачными. В период Холодной войны в США активно прорабатывалась концепция так называемого атомного танка, в качестве двигателя на котором должна была использоваться ядерная силовая установка, однако практического воплощения работы в данном направлении не получили.

Примечания

  1. 1 2 3 Танковый двигатель // Военный энциклопедический словарь / Пред. Гл. ред. комиссии С. Ф. Ахромеев, и. о. глав. ред. С. Г. Шапкин. — 2-е изд. — М.: Воениздат, 1986. — С. 730. — 863 с. — 150 000 экз.
  2. 1 2 Танковый двигатель // Словарь военных терминов / Сост. А. М. Плехов, ред. С. Г. Шапкин. — М.: Воениздат, 1989. — С. 292. — 335 с. — 65 000 экз. — ISBN 5-203-00175-8

Литература

  • Танковый двигатель // Советская военная энциклопедия. — Т. 7. — С. 672—673.
  • Военный энциклопедический словарь / Пред. Гл. ред. комиссии С. Ф. Ахромеев, и. о. глав. ред. С. Г. Шапкин. — 2-е изд. — М.: Воениздат, 1986. — 863 с. — 150 000 экз.
  • Словарь военных терминов / Сост. А. М. Плехов, ред. С. Г. Шапкин. — М.: Воениздат, 1989. — 335 с. — 65 000 экз. — ISBN 5-203-00175-8

Газотурбинный танк Т-80У — Турбины, турбокомпрессоры, ткр

Газотурбинный танк Т-80У: тест-драйв «Популярной механики»

Редко какой танк или другой вид российского оружия вызывает столько споров и противоречивых мнений, как Т-80. Обсуждение этой боевой машины, ведущей свою родословную из 1960-х, стало вдруг актуальным в связи с озвученными планами модернизации стоящих на вооружении Российской армии танков Т-80БВ. «ПМ» провела тест-драйв Т-80У и обсудила с экспертом технические особенности этого семейства танков.
Газотурбинный танк Т-80У: тест-драйв «Популярной механики»
Александр Грек Олег Макаров
10 июля 2017 12:30
Т-80 — первый в мире серийно производимый танк с газотурбинным двигателем (ГТД). Работы по оснащению танков силовыми установками этого типа начались еще в конце 1950-х годов. Тогда на опытные образцы боевых машин ставились вертолетные двигатели. Быстро выяснилось, что они неспособны нормально работать в наземных условиях — вибрация и облака пыли быстро выводили ГТД из строя. Пришлось разрабатывать двигатель с самого нуля. Но откуда вообще возникла идея устанавливать газотурбинный двигатель на танк? «Во-первых, таким образом хотели решить проблему повышения боеготовности машины в условиях нашего сурового климата, — говорит Сергей Суворов, военный эксперт, кандидат военных наук, в прошлом — офицер-танкист. — Для того чтобы танк с дизельным двигателем мог начать движение при температурах от 0 до -20°С, необходимо для начала разогреть двигатель с помощью специального устройства — подогревателя — в течение 20−30 минут, затем запустить силовой агрегат и еще прогревать его около 10 минут на холостом ходу, пока температура охлаждающей жидкости в системе охлаждения не поднимется примерно до 40 °C. Таким образом, зимой требуется в общей сложности 30−40 минут для выхода танка по тревоге из парка, что в боевых условиях немало. Газотурбинный танк может трогаться с места уже через 45 секунд после нажатия на кнопку пуска двигателя независимо от температуры окружающего воздуха.

Второе преимущество ГТД — так называемый коэффициент приспособляемости двигателя. Чем выше его значение, тем проще может быть конструкция коробки передач. Коробка передач Т-80 схожа с той, что установлена на Т-64, но в ней убран один планетарный ряд — в результате вместо семи передач их всего четыре. А упрощение всегда означает повышение надежности и удешевление конструкции, снижение утомляемости механика-водителя. Впрочем, сам по себе газотурбинный двигатель заметно дороже дизельного».

Не задохнуться в пыли
Еще одним толчком для советских конструкторов стала информация о том, что темой газотурбинных танков стали интересоваться в США. В условиях холодной войны и гонки вооружений советское руководство не могло пропустить такую информацию мимо ушей. Нашей оборонке пришлось срочно приступить к работе, и в результате Т-80 появился на свет раньше своего газотурбинного собрата-конкурента — танка M1A1 Abrams — на несколько лет.

Одной из главных задач, которую предстояло решить конструкторам, была защита газотурбинного двигателя от пыли. Та система очистки воздуха, которую в результате удалось сделать, уникальна, и аналогов в мире ей нет. Газотурбинный Abrams тоже имеет систему очистки, однако в ходе американской операции в Ираке «Буря в пустыне» выяснилось, что в условиях песчаной бури американский танк мог двигаться или стоять на месте с работающим двигателем не более 15 минут. Затем приходилось останавливаться и вытряхивать песок из бумажных фильтров. В Т-80 с пылью боролись прямоточные циклоны — вихревые газоочистители. Кроме того, пневмовибратор стряхивал песок с наиболее подверженного загрязнению соплового аппарата. После остановки двигателя пыль также стряхивалась с лопаток турбины, и на них не происходило запекания песка в виде стекловидной массы.

Сладкое убийство: израильские боевые машины «Кармель»
ОРУЖИЕ
Сладкое убийство: израильские боевые машины «Кармель»
Комфорт и чистота
«Когда Т-80 движется на тебя, на расстоянии до 30 м машины совсем не слышно, — рассказывает Сергей Суворов. — Первое, что доносится до слуха, — это лязг зубьев ведущих колес. Танк не дымит, выпуская практически чистый горячий воздух. Я служил на Т-80 и думаю, что в плане комфорта среди отечественных танков ему не было равных до появления Т-90АМ. Сказки о комфорте в танках западного производства так и остались сказками. Уровень эргономики во всех «абрамсах», «леопардах», «меркавах» и прочих «челленджерах» примерно на уровне Т-55 или Т-62. В «восьмидесятках» при -35°С механик-водитель раздевался да нательного белья, я сидел в башне на командирском месте в хромовых сапогах. Никаких рукавиц — тонкие кожаные перчатки. На других машинах в холод без нескольких слоев одежды, меховых варежек, шерстяной маски на лицо и валенок в башне не поездишь».

Т-80У — наиболее совершенная на сегодня машина из всего семейства Т-80. В этой модификации, появившейся в 1985 году, был применен новый комплекс вооружения. Несколько лет спустя тот же комплекс поставили на танк Т-72Б, после этого и ряда доработок танк получил наименование Т-90. Он располагает более мощным двигателем ГТД-1250 (1250 л.с. против 1100 л.с. у предшествующих модификаций).

В прошлом году появились сообщения о планах модернизации имеющегося в стране парка танков Т-80БВ, включающего несколько тысяч машин, и хотя официально параметры программы не объявлены, можно предположить, что итогом станет боевая машина, не уступающая по боевым свойствам Т-80У (а по некоторым показателям превосходящая его). Вероятно, будет произведена замена двигателя на ГТД-1250, танк оборудуют системой управления огнем 1А45 «Иртыш» с лазерным прицелом-дальномером, цифровым баллистическим вычислителем, комбинированным ночным прицелом и комплексом управляемого ракетного вооружения, способного стрелять ракетами типа «Инвар-М». Также машина получит современную динамическую защиту.

На пути к гибриду
Одна из главных претензий, предъявляемых танку Т-80, — прожорливость его газотурбинного двигателя. С этим трудно поспорить — ГТД действительно потребляет больше топлива, чем дизель. «Основной вид горючего для этого танка — дизельное топливо, — говорит Сергей Суворов, — но Т-80 может ездить и на керосине, и на смесях бензина. Как-то во время службы на Урале я столкнулся с ситуацией, когда мои танки ездили практически на воде. Баки нам заправили какой-то белой, похожей на молоко жидкостью, в которой воды было, наверно, не меньше 50%. Я тогда задавал себе вопрос — сколько бы на этой адской смеси проехал Abrams? А Т-80 ездили как ни в чем не бывало. При этом температура воздуха в тот день была ниже -10°С. Но проверку батальон сдал. Правда, потом от влаги начались проблемы в работе топливной системы двигателя».

Как считает Сергей Суворов, относительно низкая экономичность Т-80 связана не только и не столько с применением ГТД, сколько с конструкцией именно танковых газотурбинных двигателей. В отличие от дизеля, мотор Т-80 имеет более низкую приемистость. Чтобы набрать максимальные обороты, а следовательно, и мощность, дизелю надо полсекунды, а ГТД-1000/1250 — секунды три-четыре. Если на пути танка яма, механик-водитель должен бросить педаль газа, то есть сократить подачу топлива. Двигатель резко сбрасывает обороты, и танк фактически останавливается. Потом механик снова нажимает педаль подачи топлива, но требуется еще несколько секунд, пока турбина раскрутится снова. Чтобы не стоять в ямах, танкистов обучали раскручивать турбину до максимальных оборотов, а затем в яме замедляться с помощью системы торможения. Танк при этом не глохнет — так как нет жесткой связи между турбиной двигателя и трансмиссией, между ними связь только газодинамическая, однако топливо продолжает литься рекой. «В танковом газотурбинном двигателе была изначально применена не совсем правильная идеология подачи топлива, — объясняет Сергей Суворов. — Например, в ряде авиационных газотурбинных двигателей после запуска автоматически поддерживается заданное значение постоянных оборотов, а регулирование мощности на валу осуществляется за счет изменения подачи топлива, без изменения частоты вращения турбины. Если бы в танковом двигателе существовала такая же система, тогда и расход топлива был бы почти таким же, как на дизеле». Впрочем, конструкторская мысль не стоит на месте. Уже разработан перспективный газотурбинный танковый двигатель ГТД-1500, который по экономичности не уступает дизелям.

Пока страшно не станет

Я стою на танковом полигоне в подмосковной Кубинке перед своей мечтой — танком Т-80У. Для неспециалиста он совсем неотличим от других массовых советских танков типа Т-72, но с ними его роднит только тип боеприпасов.
Т-80 устроен совсем иначе, чем обычные дизельные танки, но управляется гораздо проще, инструктирует меня командир танка сержант Степанов. В нем всего две педали, и он никогда не глохнет. Правая педаль газа отвечает за подачу топлива, а левая — за работу регулируемого соплового аппарата, РСА. Правой педалью газа ты раскручиваешь основную турбину, а левой меняешь положение лопаток силовой турбины. Сержант Степанов рекомендует мне держать правую педаль на максимуме, а работать только левой. Отпустил — несешься вперед, нужно подтормозить — слегка нажал, лопатки поменяли угол, скорость замедлилась. Нажал сильнее — они приняли отрицательный угол, и Т-80 тормозит турбиной. Нажал еще сильнее — и только тогда в дело вступают гидравлические тормоза. «Выжал РСА, включил передачу и движешься, — я внимаю каждому слову Степанова, — мощный двигатель Т-80 никогда не заглохнет, если не кончится горючее. Не связанную валом с компрессором силовую турбину раскручивает поток горячего газа из газогенератора. Даже если турбина застопорится, ничто не помешает газогенератору продолжать работу. Если на подъеме мощности не хватает, танк просто останавливается, но турбина не глохнет. Переключаешься на пониженную и вперед. А на Т-72 идет нагрузка на дизель. Так как у него прямое сцепление с двигателем, при подъеме в гору надо нажать сцепление, включить передачу, и в этот момент можно скатиться назад».

46-тонная машина стоит как вкопанная, и не верится, что эту массу железа что-то может сдвинуть с места. Выполняю все рекомендации Степанова, и Т-80 резво начинает движение по полигону. Левый рычаг на себя, газ не сбрасываем, и танк легко, почти на месте делает полицейский разворот! И это 46-тонная машина! Летим к небольшой полигонной горке. Переключаемся на передачу ниже, и танк без надрыва взлетает на самый верх, турбина монотонно свистит за спиной. Уже через десять минут езды я чувствую себя заправским механиком-водителем и жалею, что в армии попал не в танковые войска.

«Я управлял и Т-72, и Т-90, но для меня самый лучший танк — Т-80, — говорит сержант Степанов. — Т-80 ускоряется очень быстро, быстро набирает скорость и движется намного быстрее, чем Т-72. Если Т-72 пойдет по ровной дороге 70 км/ч, то Т-80 можно разогнать, пока страшно не станет». И это тот случай, когда я готов подписаться под каждым словом.

Статья «Газотурбинный уникум Т-80» опубликована в журнале «Популярная механика» (№4, Апрель 2017).

Проекты установки газотурбинных двигателей на танки в Германии 1943-1945.


В середине 1943 года доктор Альфред Мюллер (Alfred Mueller), работавший инженером в компании Junkers, а затем Heinkel-Hirth над проектами турбореактивных двигателей обратился в Heereswaffenamt с предложением использовать газотурбинные двигатели на немецких танках.

Среди его аргументов главными было гораздо большая мощность на единицу массы у газотурбинных двигателей в сравнении с обычными двигателями внутреннего сгорания.
Что по мнению конструктора позволит за счет увеличения мощности при уменьшении массы добиться лучших скоростных характеристик у танков.
И несмотря на то что газотурбинные двигатели характеризировались большим расходом топлива, тот факт что этим топливом был керосин которого в Германии к концу войны было с избытком стало доводом к развитию этого проекта.
Проблему передачи мощности от турбины к ходовой части изначально планировалось решить с помощью электропередачи (по типу Порше) но от этой идеи отказались из-за дефицита меди. В дальнейшем разрабатывались проекты с гидравлической либо механической передачей.
Газотурбинные двигатели предполагалось устанавливать для испытаний на танки «Пантера» и «Ягдтигр».
Первоначально Мюллер спроектировал установку на базе двигателя Heinkel HeS 011. однако из за ряда технических проблем это проект был отклонен.

Следующим проектом стала установка GT 101

Она предполагала использование газотурбинного двигателя на базе BMW 003 и гидравлическую систему отбора мощности. В двигатели были применены вращающиеся форсунки позволявшие ему работать на плохо очищенном топливе.
Отработанные газы выбрасывались в атмосферу через большой диффузор расположенный в корме танка, что во-первых существенно снижало защищенность кормы, в во-вторых делало некомфортным пребывание пехоты рядом с кормой танка.
Гидравлическая автоматическая коробка передач была изготовлена компанией Zahnradfabrik of Friedrichshafen имела двенадцать скоростей и электронное автоматизированное управление. На полных оборотах турбины — 14000 оборотов в минуту, сам двигатель также выступал как огромный маховик, накапливая значительную энергию и обеспечивая за счет этого прекрасные ходовые характеристики. С точки зрения мощности и энерговооруженности GT 101 было удивительно эффективным. Его суммарная мощность составляла 3750 л.с., из которых 2600 л.с. из которых уходило на работу компрессора, а 1150 л.с. уходило на коробку передач. При этом вес двигательной установки в сборе составлял 450 кг (без коробки передач). Для сравнения двигатель Maybach HL230 P30 при мощности 620 л.с. имел вес — 1200 кг.
При этом с двигателем Maybach HL230 P30 танк Пантера имел удельную мощность около 13,5 л.с. / т, а с GT 101 этот показатель составил бы 27 л.с. / т, — существенно обгоняя по этому показателю любой танка Второй мировой войны.
Т-34 – около 17 л.с. / тонну
Шерман – около 13 л.с. / тонну
Естественным недостатком системы был огромный расход топлива, что заставляло искать место внутри бронекорпуса для размещения дополнительных топливных баков.

Продолжая работы над GT 101, Мюллер создал еще один проект позволявший решить проблему с отводом отработанных газов . Новый проект был утвержден в декабре 1944 г.

И получил обозначение GT 102.

Основная конструктивная идея GT 102 был в разделении агрегатов компрессора и основного двигателя. Соответственно размеры по сравнению с GT 101 уменьшились. Более короткий двигатель устанавливался поперечно в верхней части моторного отсека пантеры, в более широкой области над гусеницами, соответственно изменилась конструкция верхней части МТО танка. Силовая установка размещалась полностью в заброневом пространстве и конструкция не имела элементов ослабляющих защищенность кормовой части танка. Кроме того за счет более компактного размещения в МТО появилось пространство для дополнительных топливных баков. Запас топлива повысился до 1400 литров что позволило достигнуть запаса хода аналогичного для танков с бензиновым двигателем.
В целях дальнейшего улучшения компоновки МТО конструкция установки GT 102 была несколько изменена — новая конструкция получила название
GT 102 Ausf. 2.
По сравнению с GT 102, GT 102Ausf. 2. имел более компактный компрессор, а сам двигатель имел большую длину и поворотные форсунки от GT 101 – что обеспечивало работу на низкосортном топливе.

Большая часть энергопотерь газотурбинного двигателя приходиться на горячий выхлоп. Для того чтобы вернуть часть этой энергии, можно использовать горячий выхлоп для предварительного нагрева воздуха после компрессора, прежде чем она поступает в камеру сгорания, используя теплообменник. Данный принцип используют двигатели с рекуператорами.
Инженер W. Hryniszak из компании Brown Boveri (спасибо gur64 за уточнение) разработал рекуператор для установки GT 102 – установка с рекуператором получила название GT 103
Рекуператор представлял из себя пористый керамический цилиндр.
Применение рекуператора по оценкам позволяла достичь 30% экономии топлива.
Все эти проектные работы были свернуты в связи с окончанием войны.

Вот так могли выглядеть танки Пантера оснащенные газотурбинными двигателями.

(модели Дж. С. Карбонел)

Более подробно об этих двигателях вы можете прочитать в книге
«German Jet Engine and Gas Turbine Development 1930-1945» Antony L. Kay.

как я писал выше — для испытаний предполагалось устанавливать газотурбинные двигатели на шасси танков Пантера и Ягдтигра.

По наводке radarytch — публикую эскизы установки ГТД в корпусе Ягдтигра или Тигра-2 из книги
W. J. Spielberger «Tiger + KingTiger and its Variants»


У Порше данные разработки проходили под шифром «Агрегат- 305»

Фото модели Тигра II c ГТД (K.Мелроусе)-

ПЕРСПЕКТИВЫ НИОКР ПО ТАНКОВЫМ ГТД В РОССИИ

ПЕРСПЕКТИВЫ НИОКР ПО ТАНКОВЫМ ГТД В РОССИИ

Если это там, то почему тут?

(М. Жванецкий, писатель)

Наиболее действенно влиять на мощность, экономичность, вес и габариты танковых ГТД могут повышенные параметры термодинамического цикла (температура газа перед турбиной и степень повышения давления).

В 1976 г. в СССР началось серийное производство танковых газотурбинных двигателей — ГТД-1000Тдля танка Т-80 с допустимой рабочей температурой газов перед турбиной 967°С [31].

С того времени двигателестроители завода имени В.Я. Климова (г. Санкт-Петербург) сумели (или сочли возможным) поднять температуру газов у ГТД-1000ТФ (мощность двигателя 1100 л.с.) до 997°С, т.е. на 30°С; у ГТД-1250 (мощность 1250 л.с.) до 1067°С, т.е. еще на 70°С; у ГТД-1400 (серийный двигатель ГТД-1250 с кратковременным форсированием мощности до 1400 л.с.) до 1087°С — еще на 20°С [32].

Конечно, у танкового газотурбинного двигателя должен быть повышенный запас прочности по всем элементам лопаточных машин по сравнению с авиационными двигателями, так как установленный в танк двигатель должен выдерживать высокие ударные нагрузки при выстреле и при движении танка по пересеченной местности. Следует учитывать частые изменения режима работы двигателя, чего нет в авиации, быстрые разгоны и резкие торможения с помощью регулируемого соплового аппарата (РСА), сопровождающиеся бросками температуры газов на 60—100°С, большое количество остановок и необходимость частых пусков двигателя, трудности в организации охлаждения коротких лопаток турбины [22]. Но у газотурбинного двигателя AGT-1500, применяемого на американском танке M1 «Абрамс», при наличии тех же факторов внешнего воздействия на двигатель максимальная температура газа составляет 1193°С, т.е. на 226°С выше, чем у ГТД-ЮООТ, или на 126°С больше, чем у ГТД-1250 [22, 33].

Следовательно, причиной, сдерживающей улучшение топливной экономичности ГТД танка Т-80, является не отсутствие соответствующих жаропрочных и жаростойких сплавов или керамических материалов, о чем пишут В. Козишкурт и А. Ефремов (ОАО «Спецмаш») [34], Б.В Овсянников (КБТМ) [35] и профессора Омского танкового инженерного института Н.И. Прокопенко и А.А. Соловьев [20]. Ограничение роста температуры газов перед турбиной ГТД танка Т-80 вызвано стремлением исключить плавление и отложение пыли в проточной части двигателя, приводящее к ненормальной работе двигателя и резкому ухудшению его характеристик. Этот недостаток отечественного ГТД танка Т-80 является платой за столь сильно рекламируемую компактность МТО и применение необслуживаемого бескассетного воздухоочистителя.

Вспомним, что при эксплуатации танка Т-80У в условиях жаркого климата пустынно-песчаной местности ГТД переводится на режим «Пустыня», ограничивающий подачу топлива в двигатель с целью уменьшения температуры газа ниже температуры плавления компонентов пыли (температура плавления этих компонентов у туркменской пыли около 925°С) [36] с неизбежной при этом потерей мощности и ухудшением экономичности двигателя. Это объясняет причину возникшего тупика в перспективе дальнейшего улучшения топливной экономичности отечественного ГТД танка Т-80У до уровня дизельных танков [37].

Такой же тупик возникает на пути повышения номинальной мощности двигателя. Резервы по повышению КПД газотурбинного двигателя практически исчерпаны, изделия «37» и «73» с осецентробежными компрессорами, имеющие более высокие КПД, представляют собой принципиально новую конструктивную схему ГТД, имеют пониженный ресурс по абразивному износу лопаток осевого компрессора пылью. Уровень температур газа перед турбиной в режиме «Пустыня» не может быть поднят выше планки, установленной для двигателей ГТД-1000 ТФ и ГТД-1250, либо этот подъем будет несущественным, хотя уровень рабочих температур газа, допускаемых в современных авиационных ГТД, способен полностью расплавить любые пыли, встречающиеся в эксплуатации, даже кварцевые (!) (температура полного расплавления кварцевой пыли 1460-1б80°С) [36].

Титульный лист отчета о завершении работ по экспериментальному образцу танка «Объект 167Т» с ГТД-ЗТ 

А.С. Ефремов, возглавлявший работы в Туркмении в поисках защиты ГТД от пылевых отложений, после того, как были испробованы все экзотические мероприятия, назвал еще одно, может быть, самое главное… Вот как об этом он вспоминает: «Апробированные способы «лечения» не давали эффекта… Глубокий анализ причин пылевых отложений приводил к выводу — надо снижать температуру газа перед сопловым аппаратом ориентировочно градусов на 40—50. То есть уйти за пределы температур начала плавления пылевых частиц (967°С — 50°С = 917°С. — Прим. авт.)

С тех пор появился специальный тумблер на РТ (регулятор температур), переключающий на более низкие температуры регулировку газов двигателя при его работе при лессовой запыленности» [38]. Тот же А. Ефремов вкупе с В. Козишкуртом пишут: «Расчеты показывают, что при доведении температуры газов на входе в турбину до 1316—1370°С (что возможно при применении керамических материалов) реально получить расход топлива до 86 г/кВт?ч (117 г/л.с.?ч), а тепловой КПД 53%. Что меняет представление об экономичности газовой турбины» [34].

Компоновка МТО «Объект 167Т»

Силовая установка танка «Объект 167Т»

Продольный разрез двигателя ГТД -1000ТФ 

Это ничего не меняет в нашем представлении об экономичности виртуального двигателя, скажем мы, так как истинная экономичность при эксплуатации танка на южных границах нашей страны будет зависеть от максимальной температуры 917°С. Зато меняется наше отношение к опытному инженеру и, как видно, большому ученому А.С. Ефремову, который не только не признает, что применяемая в танке Т-80 система воздухопитания двигателя с бескассетными воздухоочистителями препятствует применению современных технологий по повышению эффективных показателей ГТД (мощности и экономичности), но пытается убедить заказчика в перспективности работ по созданию более мощных и экономичных танковых двигателей в принятой схеме системы воздухопитания. Конечно, в рекламных целях и при демонстрации скоростных характеристик танка Т-80У на выставках вооружений можно говорить о достижении мощности ГТД — 1400 л.с., но только с оговоркой — режим «кратковременный». Остается задуматься над вопросом: в каких регионах мира могут находиться будущие театры военных действий с применением газотурбинных танков?

Неужели только в центре России?!

В послесловии к своей статье В. Козишкурт и А. Ефремов еще раз подчеркнули особую роль в системе вооружения России танка Т-80, который, «опередив свое время, ворвался в XXI век с огромным, неисчерпаемым потенциалом. С точки зрения политики активной обороны, провозглашенной специалистами, потенциальных источников будущей войны, климатических и географических особенностей отечественных регионов (выделено нами), ГТД является сегодня идеальной энергетической установкой для танков настоящего и будущего» [34]. Обращаем внимание читателя на то, что впервые создатели танка Т-80 публично признались в ограниченной возможности применения этого танка — только на территории России.

Между тем заказчик ставит вопрос перед российскими танкостроителями о том, чтобы отечественные танки были конкурентоспособными на мировом рынке вооружений.

Это увеличивает загрузку отечественных танковых заводов экспортными заказами, обеспечивает совершенствование конструкции и технологии изготовления танков, и, что крайне важно, снижает их стоимость. Ну а как отнестись к заявлению о том, что «ГТД является сегодня идеальной энергетической установкой для танков настоящего и будущего», свидетельствуют материалы конференции «Броня-2002», прошедшей в Омске. В решении этой конференции, участие в которой принимал генеральный заказчик, поставлена задача перед разработчиками Т-80 и танкового газотурбинного двигателя о создании принципиально новой силовой установки, оснащенной газотурбинным двигателем с теплообменником (как на американском танке M1).

Во-первых, это является признанием несостоятельности ранее взятого курса на создание малогабаритного МТО танка Т-80 с бескассетным ВО. Во-вторых, требует обязательной установки воздушных фильтров высокой очистки и резкого наращивания объемов МТО до 5,8 м3. Такое копирование автоматически перенесет на отечественный перспективный танк все известные недостатки «Абрамса» и приведет к беспрецедентному по объему выделению средств, рассчитанному на десятки лет.

Хочется верить, что наша публикация побудит специалистов задуматься и затем внятно и честно ответить на вопрос: на развитие, совершенствование и производство каких танков — дизельных или газотурбинных — должны быть направлены сегодня средства Министерства обороны России?

Было бы безумием пойти по американскому пути, имея уже на вооружении России 14 модификаций танков семейства Т-80 [39], миллиарды затраченных средств и несколько десятилетий напряженной работы многих предприятий страны, чтобы клонировать его рождение еще раз с узнаваемыми признаками американского танка «Абрамс».

МТО танка Т-80БВ с ГТД-1000ТФ

Современные танковые двигатели

Зарубежные специалисты в области танкостроения, пытаясь создать образец танка, отвечающего современным требованиям ведения боевых действий с применением оружия массового поражения, считают, что боеспособность танка и его живучесть на поле боя во многом зависят от двигателя, которым он оснащён. В связи с этим во многих капиталистических странах, особенно в странах — участницах агрессивного блока НАТО, ведутся значительные работы по совершенствованию танковых двигателей.

В последние годы иностранные военные специалисты предъявляют к танковым двигателям повышенные требования. По их мнению, двигатель танка должен обладать не только высокой мощностью, но и надёжностью работы в любых климатических и географических условиях, иметь большой срок службы при минимальных трудозатратах на уход. Считается также, что современный танковый двигатель должен отвечать и таким требованиям, как многотопливность, лёгкий запуск, способность развивать полную мощность сразу после запуска, высокая приёмистость при разгоне и быстрая остановка при выключении, минимальный расход топлива. Все большее внимание при создании новых двигателей уделяется оптимальному соотношению их эффективности и стоимости.

В какой мере удовлетворяют этим требованиям двигатели современных танков, каковы достоинства и недостатки их, каким двигателям и при каких условиях отдать предпочтение в перспективных разработках? Ответы на эти вопросы содержатся в приведённой ниже статье Шрайера, перевод которой публикуется в сокращённом виде..

ФРГ и Швейцария

На западногерманском основном боевом танке «Леопард» 1 устанавливается дизельный двигатель МВ838 Са-М500 (рис. 1). Весной 1955 года были проведены испытания 8-цилиндрового двигателя мощностью 630 л. с., который в настоящее время под маркой МВ837 устанавливается на швейцарском танке Р61, а вариант того же двигателя мощностью 660 л. с. — на танке Р68. 8-цилиндровый двигатель МВ837 Аа используется на западногерманской 90-мм самоходной противотанковой пушке «Ягдпанцер» и самоходной пусковой установке ПТУР SS-11, а 6-цилиндровый двигатель МВ833 Еа с турбонагнетателем — на БМП «Мардер».

Рис. 1. Двигатель MB 838 Са-М500 западногерманского танка «Леопард».

Двигатель танка «Леопард» 1 предкамерный, имеет два нагнетателя с механическим приводом. Специально разработанная система смазки с сухим картером обеспечивает подачу масла даже при наклонах танка. Двигатель запускается легко, поскольку охлаждающую жидкость и масло можно быстро разогреть с помощью системы подогрева.

США

Танки М60А1, М60А1Е2 и М48АЗ оснащены дизельным двигателем AVDS-1790-2A (рис. 2), который является вариантом бензинового двигателя танка М48. Двигатель имеет два турбонагнетателя, для очистки подаваемого в цилиндры воздуха предназначены два сухих фильтра (предварительной и тонкой очистки).

Рис. 2. Двигатель AVDS-1790-2A американского танка М60А1.

Великобритания

Танки «Чифтен» Мк2 и «Виккерс» Мк1 оборудованы двигателем L60 (рис. 3). Он является модифицированным вариантом авиационного дизельного двигателя фирмы «Юнкере», созданного ещё перед второй мировой войной. Двигатель L60 меньше по ширине, но больше по высоте и развивает такую же мощность, как 12-цилиндровый двигатель, хотя его поршни испытывают более высокие нагрузки. Отсутствие клапанного механизма упрощает конструкцию двигателя L60, однако при этом необходимо иметь второй коленчатый вал. В двигателе использована система смазки с сухим картером и двухступенчатая очистка воздуха.

Рис. 3. Разрез двигателя L60 фирмы «Лейланд».

Франция. На танке АМХ-30 установлен двигатель HS110 (рис. 4), Этот двигатель снабжён нагнетателями типа «Холсет». Для очистки воздуха предназначены два фильтра с масляными ваннами. В двигателе применяется топливоподающая система типа «Бош», а в головке блока цилиндров — вихревые камеры. Коленчатый вал двигателя имеет семь коренных шеек. Система смазки с сухим картером включает один нагнетающий и два откачивающих масляных насоса. Для заводки двигателя используются два синхронно работающих стартера.

Рис. 4. Двигатель HS 110 французского танка АМХ-30.

Япония

Для опытного танка ST-B используется дизельный двигатель 10ZF типа 21WT. Каждый блок цилиндров снабжён турбонагнетателями. Двигатель создан на основе четырёхтактного двигателя, выпускавшегося во время второй мировой войны для быстроходных патрульных катеров. По своим характеристикам он не превосходит другие танковые двигатели.
Швеция

Танк STRV 103В является первым, в котором используется комбинированная силовая установка, состоящая из основного поршневого двигателя К60 (рис. 5) английской фирмы «Роллс-Ройс» и вспомогательного газотурбинного двигателя типа 553 американской фирмы «Катерпилер». Оба двигателя могут работать вместе или раздельно. Газотурбинный двигатель, например, используется для запуска поршневого двигателя или включается в работу для повышения маневренности танка в бою. При работе обоих двигателей крутящий момент передаётся через механическую коробку передач, а при работе одного двигателя К60 — через гидротрансформатор. Максимальный крутящий момент при трогании с места, когда включён газотурбинный двигатель, почти в шесть раз превышает номинальное значение крутящего момента.

Рис. 5. Разрез двигателя К60 фирмы «Роллс-Ройс».

Танковые силовые установки. В основных капиталистических государствах до недавнего времени развивали только поршневые двигатели. В настоящее время положение изменилось. К числу новых разрабатываемых танковых двигателей относятся газотурбинные двигатели и дизельные варианты двигателя Венкеля. Однако ещё рано говорить, какое влияние на будущее танка окажет роторный двигатель. До сих пор остаются нерешёнными многие проблемы, например вибрация, вызываемая трением ротора о стенки корпуса. Тем не менее многие сторонники роторного двигателя (особенно в Великобритании) связывают с ним надежды на обеспечение высокой маневренности будущих танков.

Дизельные двигатели

Опытный образец двигателя МВ873 Ка (рис. 6) западногерманского танка KPz70 (МВТ70) на 30% превосходит по удельной мощности двигатели таких современных танков, как «Леопард» и АМХ-30. Однако требование иметь на танке мощный двигатель противоречит не менее жёсткому требованию уменьшения объёма силовой установки.

Рис. 6. Двигатель МВ873 Ка западногерманского танка KPz70.

Чем больше габариты силовой установки, тем больше объём корпуса танка. Хотя вес силовой установки составляет всего 4—5% веса танка, она занимает около 10% внутреннего объёма машины. Вес корпуса равен 30—40% боевого веса танка. Увеличение бронированного объёма увеличивает вес танка гораздо больше, чем возрастание веса силовой установки, поэтому при равных условиях выгоднее иметь более тяжёлый двигатель, чем двигатель, занимающий больший объём. По габаритной мощности двигатель танка KPz70 почти вдвое превосходит показатели двигателей танков «Леопард» и АМХ-30. Двигатель танка KPz70 на 10% тяжелее двигателя танка «Леопард» 1 и почти на 30% тяжелее двигателя танка АМХ-30. Однако его вес на единицу мощности, равный 1,29 кг/л. с., почти на 40% выше, чем у двигателя танка «Леопард», и на 32% выше, чем у двигателя танка АМХ-30. Это достигнуто главным образом благодаря увеличению числа оборотов двигателя и применению наддува с помощью двух турбокомпрессоров, использующих энергию выхлопных газов, с последующим охлаждением подаваемого в цилиндры воздуха. Только за счёт турбонаддува мощность двигателя МВ873 Ка возросла на 45% по сравнению с мощностью двигателя МВ838 Са-М500, имеющего механический нагнетатель.

Особые проблемы возникают в связи с необходимостью обеспечить работоспособность танковых двигателей в диапазоне температур от — 45°С до + 50°С. Низкие температуры ухудшают запуск двигателя, а повышающаяся при падении температуры вязкость масла не только затрудняет смазку подшипников, но и увеличивает внутреннее трение в двигателе. При температуре — 20°С сопротивление вращению коленчатого вала в три-четыре раза выше, чем при температуре +15°С. Температура, необходимая для самовоспламенения горючей смеси, достигается только при давлении 30—40 кг/кв. см в конце такта сжатия и одновременно при 100—150 оборотах коленчатого вала в минуту. Запуск затрудняется вследствие повышения вязкости дизельного топлива при низких температурах (при — 20°С его вязкость почти в 10 раз больше, чем при +15°С), поскольку испаряемость охлаждённого топлива снижается и оно попадает в камеру сгорания, будучи недостаточно распылённым для образования хорошей рабочей смеси и её воспламенения. Наличие подогревателя охлаждающей жидкости и масла или воспламенительного устройства для запуска сжатым воздухом увеличивает объём силовой установки и её стоимость.

Требование обеспечить эффективную работу двигателя в любых условиях выдвигает проблемы, связанные с охлаждением при высоких температурах.

Выбор типа системы охлаждения двигателя представляет собой трудную задачу. Американские и японские специалисты отдают предпочтение системе воздушного охлаждения, несмотря на присущие ей недостатки. Западноевропейские специалисты считают более выгодной систему жидкостного охлаждения из-за её способности интенсивнее отводить тепло от нагретых частей двигателя. Стремление получить более высокую мощность за счёт наддува и повышения степени сжатия вызывает проблемы, связанные с напряжённостью условий работы некоторых деталей двигателей и частично с возрастанием объёма силовой установки. От дизельного двигателя должно отводиться 25 — 30% тепла, выделяемого в камере сгорания. Поверхность ребёр в двигателях воздушного охлаждения обычно в 12—20 раз превышает поверхность камеры сгорания, поэтому конструкцию их необходимо совершенствовать. Система жидкостного охлаждения позволяет избежать перегрева деталей двигателя, однако габариты вентилятора этой системы могут оказаться больше, чем у двигателей воздушного охлаждения.

Снижение вязкости масла вследствие повышения температуры ведёт к большому износу двигателя, уменьшая ресурс его работы. Во Франции был предложен метод поддержания нормальной рабочей температуры двигателя при температуре окружающего воздуха до +60°С. Скорость вращения вентилятора системы охлаждения двигателя танка АМХ-30 может постепенно увеличиваться в соответствии с повышением температуры. Вентилятор приводится в движение посредством гидромуфты, управляемой термостатом.

Для эффективной и надёжной работы двигателя в различных климатических и погодных условиях требуется хорошая очистка воздуха. Чтобы износ трущихся поверхностей поршня и цилиндра был в допустимых пределах, содержание пыли в воздухе, поступающем в двигатель, не должно превышать 0,001 г/куб. м. Для оценки сложности задачи, стоящей перед разработчиками воздухоочистителей, достаточно сказать, что двигатель западногерманского танка KPz70 при работе на неполную мощность (60% максимальной) потребляет в час около 3500 куб. м воздуха. Важную роль для очистки воздуха играет конструкция воздухоочистителя и его месторасположение. Например, на зимних испытаниях танка «Леопард» было обнаружено, что воздухоочистители быстро забивались льдом. Установка дополнительных экранов для прикрытия верхней ветви гусеницы в определённой мере устранила этот недостаток и в то же время улучшила защиту танка от огня противника.

Танковая силовая установка, оснащённая высокооборотным дизельным двигателем, может иметь гарантийный срок службы 15—20 тыс. км. Межремонтный срок службы двигателей западногерманских военных машин составляет около 10 тыс. км. Запуск двигателей возможен при температуре ниже — 18°С без вспомогательных устройств (например, танка «Леопард»). Двигатели могут надёжно и без перерыва работать на полной мощности в тяжёлых климатических условиях.

Наиболее сложной проблемой при создании двигателя является обеспечение высокой его приёмистости. Более высокая приёмистость двигателя способствует уменьшению уязвимости танка на поле боя, она становится критерием надёжности его конструкции. Танк, движущийся под прямым углом к линии огня танка противника, может избежать поражения за счёт быстрого перемещения в момент начала по нему стрельбы. Но это явление на поле боя имеет решающее значение не на всех дальностях. Если за время полёта снаряда танк сможет переместиться более чем на половину собственной длины, то он уклонится от снаряда, выпущенного из орудия неприятельского танка, оснащённого автоматическим вычислителем упреждения. Однако для этого танку требуется очень большое ускорение, особенно если стрельба по нему ведётся подкалиберными снарядами (рис. 7). Чтобы на удалении 2000 м уклониться от 105-мм подкалиберного снаряда с отделяющимся поддоном, танк длиной 6,8 м должен двигаться с ускорением 3,25 м/сек2. Если взять для примера французский 105-мм кумулятивный снаряд, то ускорение танка, необходимое для уклонения от него, должно быть не менее 1,15 м/сек2.


Рис. 7. Возможность уклонения танка длиной 6,8 м при стрельбе по нему подкалиберными (ПК), кумулятивными (К), бронебойно-фугасными с пластичным ВВ (Б) и осколочно-фугасными (ОФ) снарядами.

Большинство современных танков теоретически могут избежать поражения кумулятивными снарядами, но они едва ли способны уклониться от подкалиберных снарядов. В настоящее время трудно обеспечить высокую маневренность танков. Приемистость двигателя станет играть ещё более важную роль в будущем, когда установят автоматические вычислители в системах управления огнём.

Высокая приёмистость двигателя предполагает увеличение среднего эффективного давления в камере сгорания за счёт применения приводных или турбокомпрессорных нагнетателей. Каждый тип системы наддува двигателя танка в настоящее время является предметом горячих дискуссий. Представляет интерес система трубонаддува с охлаждением воздуха, поскольку механический наддув не обеспечивает среднее эффективное давление более 9,85 кг/см Важно учесть при этом, что турбонагнетатель имеет малую инерционность. Необходима согласованность в работе всей системы: двигатель — нагнетатель — гидродинамический преобразователь — коробка передач. Усовершенствование этой системы позволит танку достигать максимальной скорости за минимальное время.

Мощность поршневого двигателя определяется числом оборотов коленчатого вала, литражом и средним давлением в камере сгорания. Иногда кажется, что наиболее эффективный путь — увеличение числа оборотов коленчатого вала. Однако это в свою очередь увеличит скорость движения поршней. Например, скорость движения поршня двигателя японского танка ST-B при максимальных оборотах достигает в среднем 11 м/сек, а поршня двигателя танка М60А1 — 11,7 м/сек. Этот показатель выше у двигателей жидкостного охлаждения: у двигателя танка АМХ-30 — около 11,8 м/сек, танка «Леопард» — 12,8 м/сек и западногерманского KPz70 — 13,4 м/сек. При более высоких скоростях поршни трудно смазывать. Современный уровень развития систем смазки позволяет иметь скорость движения поршня около 15 м/сек. В ближайшем будущем не ожидается появление системы смазки, обеспечивающей скорость движения поршня свыше 16 м/сек.

Увеличение числа оборотов двигателя отрицательно влияет на процесс сгорания топлива. Для самовоспламенения топлива необходима температура сжатого воздуха по крайней мере 500—600°С. Несмотря на усовершенствования в системе очистки цилиндров, до последнего времени не удается избежать частичного распада молекул топлива на углеродсодержащие составные части, которые имеют малую скорость сгорания и, кроме того, удлиняют процесс сгорания горючей смеси. В результате увеличения числа оборотов сокращается время реакции, происходит неполное сгорание, ухудшается наполнение камер сгорания топливом, снижается мощность двигателя и увеличивается расход топлива.

Увеличение эффективного давления в камере сгорания — сложная задача. На современном уровне двигателестроения за счёт увеличения давления в камере сгорания можно повысить мощность двигателя по крайней мере вдвое, используя многоступенчатый турбокомпрессор высокого давления с промежуточным охлаждением воздуха. Однако в камере сгорания при давлении воздуха 4—4,6 ат ухудшается процесс горения вследствие слишком большой разницы в скоростях движения молекул топлива и воздуха.

Второй метод повышения мощности двигателя заключается в применении разработанных американской фирмой «Континенталь» двигателей с переменной степенью сжатия. Такие двигатели имеют поршни переменной геометрии, что позволяет изменять степень сжатия горючей смеси от 22 до 10. Мощность двигателя этого типа можно было бы увеличить на 40% и более без существенного повышения напряжений в конструкции. Но, несмотря на это, уже почти достигнут предел мощности дизельного двигателя, дальнейшее повышение мощности возможно только за счёт сокращения срока его службы или усложнения конструкции, что приведёт к увеличению стоимости. Для перспективных танков весом 32—50 т необходима удельная мощность в пределах 30—35 л.с./т.

Газотурбинные двигатели (ГТД)

В качестве силовой установки для танка может применяться только двух- или трёхвальный ГТД, оснащённый теплообменником и промежуточным холодильником. Такой двигатель имеет удовлетворительные рабочие и экономические характеристики. Современный ГТД мощностью 2000 л. с. вместе с теплообменником занимает объём, почти в два раза меньший, чем дизельный двигатель.

ГТД наилучшим образом удовлетворяет требованию лёгкого запуска и немедленной работы с полной нагрузкой. По сравнению с дизельным двигателем он имеет небольшое число вращающихся деталей и подшипников, поэтому вязкость смазочных масел влияет на его работу меньше. При низких температурах холодный запуск ГТД практически зависит только от ёмкости аккумулятора, такой двигатель может работать с полной нагрузкой с момента запуска.

ГТД лучше любого другого двигателя удовлетворяет требованию многотопливности — он может работать на любом топливе с октановым числом около 100. Однако турбина и выхлопная система двигателя подвергаются сильной коррозии при использовании топлива, содержащего ванадий. Крутящий момент простой двухвальной турбины изменяется примерно в два раза. Вес и объём коробки передач можно несколько уменьшить, но надобность в гидротрансформаторе остаётся. Отрицательные качества ГТД проявляются при работе на режиме частичной нагрузки. Поскольку силовая установка большую часть времени работает с неполной нагрузкой (около 45%— с частичной нагрузкой, 35%— на холостом ходу и лишь около 20%— на полной мощности), она должна быть достаточно эффективной на разных режимах, но в этом отношении газотурбинный двигатель уступает дизельному.

Для обеспечения возможности торможения газотурбинным двигателем необходимо соединить два его вала. Это делается с помощью редуктора. Хорошая тормозная способность достигается путём продувки воздуха, нагнетаемого компрессором, а также потоком газа, движущимся в направлении, противоположном вращению лопастей турбины. Однако это делает конструкцию ГТД дорогой. Более простым решением является установка на танке гидродинамических тормозов, хотя для этого требуется система охлаждения.

При использовании ГТД можно уменьшить шум в танке. Более сложной проблемой, чем уменьшение высокочастотного шума работающей турбины, является борьба с шумом, вызванным потоком воздуха на входе в двигатель. В то же время уменьшить шум работающей турбины значительно труднее, чем снизить уровень шума дизельного двигателя путём установки глушителей.

За последние годы достигнуты успехи в повышении экономичности ГТД, хотя удельный расход топлива у них больше, чем у дизельных двигателей. Эффективные теплообменники позволяют снизить расход топлива, но не могут уменьшить относительно высокий расход при работе на малой мощности.

Гораздо серьёзнее является проблема уменьшения расхода воздуха. Газотурбинному двигателю воздух необходим для сгорания топлива и для отведения избытка тепла. Дизельный двигатель при полной нагрузке потребляет от 20 до 30 кг воздуха для сжигания 1 кг топлива, не считая воздуха, необходимого для охлаждения. Весь воздух, требуемый для ГТД, должен пройти через турбину, следовательно, он должен быть очищен. ГТД требует очищенного воздуха в три-четыре раза больше, чем дизельный двигатель.

Поскольку разрежение на входе в газотурбинный двигатель составляет 176 — 226 мм водяного столба, то есть в три-четыре раза меньше, чем у поршневого двигателя, использование воздухоочистителей с большим сопротивлением затруднено. Вследствие этого возникает проблема обеспечения движения танков при форсировании водных преград.

Высокая приёмистость в одинаковой степени обеспечивается как газотурбинным, так и дизельным двигателем. Приемистость дизельного двигателя может быть выше. Если бы рабочее колесо турбины ГТД было очень лёгким и способным воспринять большие нагрузки, вызванные высоким давлением газов, то турбина быстро набирала бы скорость от холостых оборотов до максимальной.

Возникает вопрос: если новые газотурбинные двигатели по своим эксплуатационным и механическим качествам не уступают дизельным двигателям или даже превосходят их, то почему они не получили широкого распространения в танковых конструкциях? Газотурбинные двигатели не устанавливались на танках (кроме шведского танка STRV 103, выпущенного в 1967 году) из-за недостаточной их эффективности и высокой стоимости.

У новых газотурбинных двигателей КПД составляет около 25% Для его увеличения необходимо снизить потери давления, повысить эффективность работы камеры сгорания, компрессора и турбины, увеличить допустимую рабочую температуру турбины, использовать более эффективный и лёгкий теплообменник.

Увеличение КПД многоступенчатого компрессора требует больших затрат. Температуру в камере сгорания также нельзя существенно повысить, поскольку она ограничена тепловыми напряжениями материала, из которого изготовлена турбина. Напряжения в материале в значительной степени зависят от используемого типа топлива, в последнем не допускается присутствие ванадия и серы.

Сейчас имеются ГТД, работающие при температурах от 850 до 920°С, гарантийный срок их службы составляет по крайней мере 9000 час. Газотурбинный двигатель AGT-1500 фирмы «Лайкоминг» работает, например, при температуре на входе в турбину 1193° С. Для достижения максимального срока службы газотурбинных двигателей температура в их камере сгорания не должна превышать 900° С.

Комбинированные силовые установки (например, на шведском танке STRV 103В) сочетают в себе лучшие качества дизельного и газотурбинного двигателей. Дизельный двигатель, обладающий хорошей характеристикой при неполной нагрузке, используется, как правило, при движении в обычных условиях, а газотурбинный двигатель, имеющий высокие характеристики крутящего момента, включается при движении по труднопроходимой местности, гарантируя надёжную работу в условиях холодной погоды и т. п.

С точки зрения расхода топлива комбинированная установка является экономичной. В ближайшем будущем можно получить удельную мощность комбинированной силовой установки 30 л. с./т и выше. Однако в настоящее время уменьшение веса и размеров комбинированной силовой установки представляет серьёзную проблему. Дополнительными трудностями являются высокая стоимость изготовления привода к газотурбинному двигателю, сложность системы управления данной установкой и большая нагрузка на подшипники. Кроме того, имеются затруднения в снабжении запасными частями и подготовке специалистов.

Характеристики некоторых танковых двигателей рассмотренных типов приведены в таблице.

Тактико-технические характеристики двигателей основных боевых танков зарубежных армии

Примечания: коленчатый вал — 2400 об/мин; 2 с устройством охлаждения воздуха; 3 с турбонагнетателем; < при 1950 об/мин на топливе DF-2; 1 при 1400 об/мин на топливе F46-185; s примерно при 2100 об/мин.

«ОДК-Климов» отметил 105-летие

21.10.2019


Двадцатого октября санкт-петербургскому АО «ОДК-Климов» (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию Госкорпорации Ростех) исполнилось 105 лет.

«ОДК-Климов» – российское предприятие-разработчик газотурбинных двигателей полного цикла: от осевой линии до сертификации. Климовские двигатели в составе силовых установок вертолетов и самолетов эксплуатируются более чем в 80 странах мира. Большинство вертолетов «Ми» и «Ка», реактивные самолеты-истребители МиГ-29 оснащаются двигателями ОДК-Климов. Сегодня ключевыми компетенциями предприятия являются не только разработка и серийное производство авиационных двигателей, но и их сервисное сопровождение на протяжении всего жизненного цикла.

Среди современных разработок конструкторов «ОДК-Климов» – высокоэффективный двигатель ТВ7-117В, который в своей размерности превосходит конкурентов. Эти моторы применяются в составе двухдвигательной силовой установки семейства многоцелевых вертолётов Ми-38.

Еще одна важная разработка предприятия – турбовинтовой двигатель ТВ7-117СТ. Эти двигатели весной 2019 года впервые подняли в небо новый российский военно-транспортный самолет Ил-112В. Двигатель ТВ7-117СТ-01 создается для силовой установки самолета Ил-114-300.

Самый массовый двигатель разработки «ОДК-Климов» – вертолетный турбовальный двигатель ВК-2500 и его модификации. Внедрение цифровой системы автоматического регулирования и контроля двигателя БАРК-78 позволяет повысить точность управления двигателем, усилить контроль работы на всех режимах, а также упрощает его эксплуатацию. ВК-2500 дает российским вертолетам «Ми» и «Ка» принципиально новые возможности при их эксплуатации в высокогорных районах и районах с жарким климатом. В рамках программы импортозамещения предприятием освоено серийное производство данных двигателей из отечественных комплектующих в широкой кооперации с предприятиями ОДК.

Реактивный двигатель РД-33 разработки «ОДК-Климов» – самый массовый в своем классе, он состоит на вооружении множества стран мира в составе истребителей МиГ-29. Для сверхманевренного самолета МиГ-29ОВТ была создана модификация двигателя с отклоняемым вектором тяги (ОВТ). Благодаря этой разработке самолет может совершать самые сложные фигуры высшего пилотажа. Для истребителя морского базирования был разработан реактивный двигатель РД-33МК.

Модернизация и развитие основной линейки двигателей не прекращается. На предприятии создаются новые двигатели мощностью 400-650 л.с. и 1400-1800 л.с. Новые отечественные двигатели разрабатываются с использованием только отечественных комплектующих. Закладываемые характеристики призваны обеспечить высокую конкурентоспособность на рынке существующих моторов.

Предприятие было основано в Санкт-Петербурге в 1914 году как Акционерное общество «Русский Рено». В условиях Первой Мировой войны оно стало выполнять заказы военных ведомств, в частности, выпускать двигатели для четырёхмоторных бомбардировщиков «Илья Муромец».

Во время Великой Отечественной войны предприятие освоило выпуск поршневых двигателей сотой серии. М-105-й называли «Мотором победы». Завод эвакуировали в Уфу, где под руководством главного конструктора Владимира Климова продолжался выпуск и модернизация двигателей серии М-100. В 1946 году в Ленинграде Опытно-конструкторское бюро возглавил Климов. Здесь был сконструирован первый крупносерийный турбореактивный двигатель ВК-1. Он устанавливался на истребителях МиГ-15-бис, МиГ-17 и на других самолетах, ставших главными представителями отечественной военной реактивной авиации первого поколения.

С 60-х годов «визитной карточкой» завода стало производство силовых установок для вертолётов. На заводе спроектировали турбовальные двигатели ГТД-350, ТВ2-117 и ТВ3-117, а также главные редукторы для вертолетов Миля и Камова.

В 60-х на заводе разрабатывались жидкостные ракетные двигатели для зенитно-ракетных комплексов С-200 и межконтинентальных ракет УР-100.

В 70-е годы климовцы спроектировали танковый газотурбинный двигатель для танка Т-80. В конце 70-х на предприятии создан легендарный реактивный двигатель РД-33 для истребителя МиГ-29.

Для Олимпиады-80 в рекордно короткие сроки климовцы создали факел.

Применение газовых турбин в военной технике | Военная вики

«Микротурбина» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о турбинах в электричестве, см. Ветряная турбина . Чтобы узнать о турбинах в целом, см. Турбина .

Примеры конфигураций газовых турбин: (1) турбореактивный, (2) турбовинтовой, (3) турбовальный (электрогенератор), (4) ТРДД с большой степенью двухконтурности, (5) ТРДД с дожиганием с малой степенью двухконтурности.

Газовая турбина , также называемая турбиной внутреннего сгорания , представляет собой тип двигателя внутреннего сгорания.Он имеет расположенный выше по потоку вращающийся компрессор, соединенный с расположенной ниже по потоку турбиной, и камеру сгорания между ними.

Основная работа газовой турбины аналогична работе паровой электростанции, за исключением того, что вместо воды используется воздух. Свежий атмосферный воздух проходит через компрессор, который доводит его до более высокого давления. Затем энергия добавляется путем распыления топлива в воздух и его воспламенения, так что при сгорании образуется высокотемпературный поток. Этот высокотемпературный газ высокого давления поступает в турбину, где он расширяется до давления выхлопа , создавая в процессе валовую работу .Работа вала турбины используется для привода компрессора и других устройств, таких как электрический генератор, который может быть соединен с валом. Энергия, которая не используется для работы вала, выходит в выхлопных газах, поэтому они имеют либо высокую температуру, либо высокую скорость. Назначение газовой турбины определяет конструкцию, чтобы максимально использовать наиболее желательную форму энергии. Газовые турбины используются для питания самолетов, поездов, кораблей, электрических генераторов и даже танков. [1]

История

  • 50: Двигатель Героя ( aeolipile ) — Судя по всему, паровой двигатель Героя считался не более чем игрушкой, и поэтому его полный потенциал не реализовывался веками.
  • 1500: «Каминный домкрат» был нарисован Леонардо да Винчи: горячий воздух от огня поднимается вверх через одноступенчатый осевой ротор турбины, установленный в вытяжном канале камина и вращающий вертел с помощью зубчато-цепного соединения.
  • 1629: Струи пара вращали импульсную турбину, которая затем приводила в действие работающую штамповочную мельницу с помощью конического зубчатого колеса, разработанного Джованни Бранка.
  • 1678: Фердинанд Вербист построил модель экипажа, работающую на паровой струе.

    Эскиз газовой турбины Джона Барбера из его патента

  • 1791: Джон Барбер, англичанин, получил патент на первую настоящую газовую турбину.В его изобретении использовалось большинство элементов, присутствующих в современных газовых турбинах. Турбина была предназначена для привода безлошадной повозки. [2]
  • 1872: Газотурбинный двигатель был разработан Францем Штольце, но двигатель никогда не работал на собственной мощности.
  • 1894: Сэр Чарльз Парсонс запатентовал идею приведения корабля в движение с помощью паровой турбины и построил демонстрационное судно Turbinia , которое в то время было самым быстрым судном на плаву. Этот принцип движения все еще используется.
  • 1895: Три 4-тонных генератора радиального потока Parsons мощностью 100 кВт были установлены на Кембриджской электростанции и использовались для питания первой электрической схемы уличного освещения в городе.
  • 1899: Чарльз Гордон Кертис запатентовал первый газотурбинный двигатель в США («Устройство для производства механической энергии», патент № US635,919). [3] [4]
  • 1900: Сэнфорд Александр Мосс защитил диссертацию по газовым турбинам. В 1903 году Мосс стал инженером отдела паровых турбин General Electric в Линне, штат Массачусетс. [5] Находясь там, он применил некоторые из своих концепций при разработке турбокомпрессора. В его конструкции использовалось небольшое турбинное колесо, приводимое в движение выхлопными газами, для вращения нагнетателя. [5]
  • 1903: Норвежец Эгидиус Эллинг смог построить первую газовую турбину, которая могла производить больше энергии, чем необходимо для работы ее собственных компонентов, что считалось достижением в то время, когда знания об аэродинамике были ограничены. Используя роторные компрессоры и турбины, он производил 11 л.с. (по тем временам много). [ ссылка необходима ]
  • 1906: Газотурбинный двигатель Арменго-Лемаля во Франции с камерой сгорания с водяным охлаждением.
  • 1910: Импульсная турбина Хольцварта (импульсное сгорание) достигла мощности 150 киловатт.
  • 1913: Никола Тесла запатентовал турбину Теслы, основанную на эффекте пограничного слоя.
  • 1920-е годы Практическая теория течения газа через каналы была развита в более формальную (и применимую к турбинам) теорию течения газа мимо аэродинамических профилей А.А. Гриффит, в результате чего в 1926 г. была опубликована книга «Аэродинамическая теория проектирования турбин» . В 1929 году Королевским авиационным институтом были разработаны рабочие стендовые конструкции осевых турбин, пригодных для привода пропеллера, доказавших эффективность аэродинамической формы лопастей.
  • 1930: Не обнаружив интереса со стороны Королевских ВВС к своей идее, Фрэнк Уиттл запатентовал конструкцию центробежной газовой турбины для реактивного движения.Первое успешное использование его двигателя было в апреле 1937 года.
  • 1932: BBC Brown, Boveri & Cie из Швейцарии начинает продажу осевых компрессоров и турбинных турбоагрегатов в составе парогенераторного котла Velox с турбонаддувом. По принципу газовой турбины трубы испарения пара расположены внутри камеры сгорания газовой турбины; Первый завод Velox был построен в Мондевиле, Франция. [6]
  • 1934: Рауль Патерас де Пескара запатентовал свободнопоршневой двигатель в качестве газогенератора для газовых турбин. [ ссылка необходима ]
  • 1936: Ганс фон Охайн и Макс Хан в Германии разрабатывали собственную запатентованную конструкцию двигателя. [ ссылка необходима ]
  • 1936 Whittle с другими, поддерживаемыми инвестиционными формами Power Jets Ltd [ необходима ссылка ]
  • 1937 год, работает первый двигатель Power Jets, и он впечатляет Генри Тизарда, так что он обеспечивает государственное финансирование для его дальнейшего развития. [ ссылка необходима ]
  • 1939: Первая газовая турбина мощностью 4 МВт от BBC Brown, Boveri & Cie.для аварийной электростанции в Невшателе, Швейцария. [7]
  • 1946 г. Национальное предприятие по производству газовых турбин, сформированное из Power Jets и турбинного подразделения RAE, объединяет работу Уиттла и Хейна Константа

    Газы, проходящие через идеальную газовую турбину, подвергаются трем термодинамическим процессам. Это изоэнтропическое сжатие, изобарическое (постоянное давление) горение и изоэнтропическое расширение.Вместе они составляют цикл Брайтона.

    В практической газовой турбине газы сначала ускоряются либо в центробежном, либо в осевом компрессоре. Затем эти газы замедляются с помощью расширяющегося сопла, известного как диффузор; эти процессы повышают давление и температуру потока. В идеальной системе это изоэнтропия. Однако на практике энергия теряется в виде тепла из-за трения и турбулентности. Затем газы проходят из диффузора в камеру сгорания или аналогичное устройство, где добавляется тепло.В идеальной системе это происходит при постоянном давлении (изобарический подвод тепла). Поскольку давление не меняется, удельный объем газов увеличивается. В практических ситуациях этот процесс обычно сопровождается небольшой потерей давления из-за трения. Наконец, этот больший объем газов расширяется и ускоряется направляющими лопатками сопла, прежде чем энергия будет извлечена турбиной. В идеальной системе эти газы изоэнтропически расширяются и выходят из турбины под своим первоначальным давлением.На практике этот процесс не является изоэнтропическим, так как энергия снова теряется на трение и турбулентность.

    Если устройство предназначено для привода вала, как в случае с промышленным генератором или турбовинтовым двигателем, выходное давление будет максимально приближено к входному давлению. На практике необходимо, чтобы на выходе оставалось некоторое давление, чтобы полностью удалить выхлопные газы. В случае реактивного двигателя из потока извлекается только достаточное давление и энергия для привода компрессора и других компонентов.Остальные газы под высоким давлением ускоряются, образуя струю, которую можно использовать, например, для приведения в движение самолета.

    Цикл Брайтона

    Как и во всех циклических тепловых двигателях, более высокие температуры сгорания могут обеспечить более высокий КПД. Однако температуры ограничены способностью стали, никеля, керамики или других материалов, из которых состоит двигатель, выдерживать высокие температуры и нагрузки. Для борьбы с этим многие турбины оснащены сложными системами охлаждения лопаток.

    Как правило, чем меньше двигатель, тем выше должна быть скорость вращения вала (валов) для поддержания максимальной скорости. Скорость конца лопатки определяет максимальное соотношение давлений, которое может быть достигнуто турбиной и компрессором. Это, в свою очередь, ограничивает максимальную мощность и КПД, которые может получить двигатель. Чтобы скорость острия оставалась постоянной, если диаметр ротора уменьшить вдвое, скорость вращения должна удвоиться. Например, большие реактивные двигатели работают со скоростью около 10 000 об/мин, а микротурбины вращаются со скоростью 500 000 об/мин. [8]

    Механически газовые турбины могут быть значительно проще, чем поршневые двигатели внутреннего сгорания. Простые турбины могут иметь одну движущуюся часть: узел вала/компрессора/турбины/альтернативного ротора (см. изображение выше), не считая топливной системы. Однако требуемая точность изготовления компонентов и термостойких сплавов, необходимых для высокой эффективности, часто делают конструкцию простой турбины более сложной, чем поршневые двигатели.

    Более сложные турбины (такие, как в современных реактивных двигателях) могут иметь несколько валов (золотников), сотни лопастей турбины, подвижные лопасти статора и обширную систему сложных трубопроводов, камер сгорания и теплообменников.

    Типы газовых турбин

    Реактивные двигатели

    Типовой осевой турбореактивный двигатель J85 в разрезе для демонстрации. Поток слева направо, многоступенчатый компрессор слева, камеры сгорания в центре, двухступенчатая турбина справа.

    Воздушно-реактивные двигатели представляют собой газовые турбины, оптимизированные для создания тяги за счет выхлопных газов или канальных вентиляторов, соединенных с газовыми турбинами. Реактивные двигатели, которые создают тягу за счет прямого импульса выхлопных газов, часто называют турбореактивными, тогда как те, которые создают тягу с добавлением канального вентилятора, часто называют турбовентиляторными или (реже) вентиляторными реактивными двигателями.

    Газовые турбины также используются во многих жидкостных ракетах. Газовые турбины используются для питания турбонасоса, что позволяет использовать легкие баки низкого давления, что значительно экономит сухую массу.

    Турбовинтовые двигатели

    Турбовинтовой двигатель — это тип газотурбинного двигателя, который приводит в движение внешний воздушный винт с помощью редуктора. Турбовинтовые двигатели обычно используются на небольших дозвуковых самолетах, но некоторые крупные военные и гражданские самолеты, такие как Airbus A400M, Lockheed L-188 Electra и Туполев Ту-95, также используют турбовинтовые двигатели.

    Авиационные газовые турбины

    Схема лопатки турбины высокого давления

    Производные авиационные двигатели также используются в производстве электроэнергии благодаря их способности отключаться и быстрее справляться с изменениями нагрузки, чем промышленные машины. Они также используются в морской промышленности для уменьшения веса. General Electric LM2500, General Electric LM6000, Rolls-Royce RB211 и Rolls-Royce Avon являются распространенными моделями машин этого типа. [ ссылка необходима ]

    Газовые турбины наземных транспортных средств

    Rover JET1 1950 года выпуска

    Модель STP Oil Treatment Special 1967 года выпуска на выставке в Зале славы автодрома Индианаполиса, где показана газовая турбина Pratt & Whitney.

    Howmet TX 1968 года выпуска, единственный гоночный автомобиль с турбинным двигателем, выигравший гонку.

    Газовые турбины часто используются на кораблях, локомотивах, вертолетах, танках и, в меньшей степени, на автомобилях, автобусах и мотоциклах.

    Ключевое преимущество реактивных и турбовинтовых двигателей для движения самолетов — их превосходные характеристики на большой высоте по сравнению с поршневыми двигателями, особенно без наддува, — не имеет значения для большинства автомобильных применений. Их преимущество в мощности к весу, хотя и менее критично, чем для самолетов, все же важно.

    Газовые турбины представляют собой мощный двигатель в очень маленьком и легком корпусе. Однако они не так отзывчивы и эффективны, как небольшие поршневые двигатели, в широком диапазоне оборотов и мощностей, необходимых для транспортных средств. В серийных гибридных транспортных средствах, поскольку приводные электродвигатели механически отделены от двигателя, вырабатывающего электроэнергию, проблемы с реагированием, низкой производительностью на низкой скорости и низкой эффективностью при низкой мощности имеют гораздо меньшее значение. Турбина может работать на скорости, оптимальной для ее выходной мощности, а батареи и суперконденсаторы могут подавать энергию по мере необходимости, при этом двигатель включается и выключается, чтобы он работал только с высокой эффективностью.Появление бесступенчатой ​​трансмиссии также может решить проблему отзывчивости.

    Танки

    Морские пехотинцы из 1-го танкового батальона загружают многотопливную турбину Honeywell AGT1500 обратно в танк в лагере Койот, Кувейт, февраль 2003 г. для использования в танках с середины 1944 г. Первые газотурбинные двигатели, использовавшиеся для боевой бронированной машины GT 101, были установлены на танке «Пантера». [9] Второе использование газовой турбины в боевой бронированной машине произошло в 1954 году, когда агрегат PU2979, специально разработанный для танков компанией CA Parsons & Co., был установлен и испытан на британском танке Conqueror. [10] Stridsvagn 103 был разработан в 1950-х годах и стал первым серийным основным боевым танком с газотурбинным двигателем. С тех пор газотурбинные двигатели использовались в качестве ВСУ на некоторых танках и в качестве основных силовых установок, в частности, на советских/российских Т-80 и американских танках M1 Abrams.Они легче и меньше дизелей при той же устойчивой выходной мощности, но модели, установленные на сегодняшний день, менее экономичны, чем эквивалентные дизели, особенно на холостом ходу, поскольку для достижения той же боевой дальности требуется больше топлива. В последующих моделях M1 эта проблема была решена с помощью аккумуляторных батарей или вторичных генераторов для питания систем танка в неподвижном состоянии, что позволило сэкономить топливо за счет уменьшения необходимости холостого хода главной турбины. На Т-80 можно установить три больших внешних топливных бака для увеличения радиуса действия.Россия прекратила производство Т-80 в пользу дизельного Т-90 (на базе Т-72), а Украина разработала дизельный Т-80УД и Т-84 с мощностью, близкой к газовой. -турбинный бак. Дизельная силовая установка французского танка Leclerc оснащена гибридной системой наддува Hyperbar. где турбонагнетатель двигателя полностью заменен небольшой газовой турбиной, которая также работает как вспомогательный турбонагнетатель выхлопных газов дизельного двигателя, позволяя регулировать уровень наддува независимо от оборотов двигателя и достигать более высокого пикового давления наддува (чем с обычными турбонагнетателями).Эта система позволяет использовать меньший рабочий объем и более легкий двигатель в качестве силовой установки танка и эффективно устраняет турбояму. Эта специальная газовая турбина/турбокомпрессор также может работать независимо от основного двигателя как обычная ВСУ.

    Турбина теоретически надежнее и проще в обслуживании, чем поршневой двигатель, поскольку имеет более простую конструкцию с меньшим количеством движущихся частей, но на практике детали турбины изнашиваются быстрее из-за их более высоких рабочих скоростей. Лопасти турбины очень чувствительны к пыли и мелкому песку, поэтому при работе в пустыне воздушные фильтры необходимо устанавливать и менять несколько раз в день.Неправильно установленный фильтр, а также пуля или осколок снаряда, пробившие фильтр, могут повредить двигатель. Поршневые двигатели (особенно с турбонаддувом) также нуждаются в хорошо обслуживаемых фильтрах, но они более устойчивы, если фильтр выходит из строя.

    Как и большинство современных дизельных двигателей, используемых в танках, газовые турбины обычно являются многотопливными двигателями.

    Морское применение

    Морской

    Газовая турбина от MGB 2009

    Газовые турбины используются на многих военно-морских кораблях, где они ценятся за их высокую удельную мощность и результирующее ускорение их кораблей и способность быстро трогаться с места.

    Первым военным кораблем с газотурбинным двигателем был моторный артиллерийский катер Королевского флота MGB 2009 (ранее MGB 509 ), переоборудованный в 1947 году. Metropolitan-Vickers оснастил свой реактивный двигатель F2/3 силовой турбиной. Паровой артиллерийский катер Grey Goose был переоборудован под газовые турбины Rolls-Royce в 1952 году и эксплуатировался в этом качестве с 1953 года. первые корабли, созданные специально для газотурбинных двигателей. [12]

    Первыми крупными кораблями с частично газотурбинными двигателями были фрегаты Королевского флота Type 81 (Tribal class) с комбинированными парогазовыми силовыми установками. Первый, HMS Ashanti , был сдан в эксплуатацию в 1961 году.

    Немецкий флот спустил на воду первый фрегат класса Köln в 1961 году с двумя газовыми турбинами Brown, Boveri & Cie в первой в мире комбинированной дизельной и газовой двигательной установке.

    Военно-морской флот Дании имел 6 торпедных катеров Søløven класса (экспортная версия британского быстроходного патрульного катера класса Brave) на вооружении с 1965 по 1990 год, на которых было 3 морских газовых турбины Bristol Proteus (позже RR Proteus) мощностью 9 510 кВт. (12 750 л.с.) вместе, а также два дизельных двигателя General Motors мощностью 340 кВт (460 л.с.) для лучшей экономии топлива на более низких скоростях. [13] Они также произвели 10 торпедных катеров / ракетных катеров класса Willemoes (на вооружении с 1974 по 2000 г.), на которых было установлено 3 газовых турбины Rolls Royce Marine Proteus мощностью 9 510 кВт (12 750 л.с.), такие же, как на катерах класса Søløven. и 2 дизельных двигателя General Motors мощностью 600 кВт (800 л. с.), а также для улучшения экономии топлива на малых скоростях. [14]

    В период с 1966 по 1967 год ВМС Швеции произвели 6 торпедных катеров класса Spica с 3 турбинами Bristol Siddeley Proteus 1282, каждая мощностью 3210 кВт (4300 л.с.).Позже к ним присоединились 12 модернизированных кораблей класса Norrköping с теми же двигателями. С заменой кормовых торпедных аппаратов на противокорабельные ракеты они служили ракетными катерами, пока последний не был списан в 2005 году. Газовая турбина Rolls-Royce Olympus TMB3 мощностью 16 410 кВт (22 000 л.с.) и три судовых дизеля Wärtsilä для более низких скоростей. Это были самые быстрые корабли финского флота; они регулярно развивали скорость 35 узлов, а 37.3 узла на ходовых испытаниях. Турунмаас был оплачен в 2002 году. Karjala сегодня является кораблем-музеем в Турку, а Turunmaa служит плавучим механическим цехом и учебным кораблем для Политехнического колледжа Сатакунта.

    Следующей серией крупных военно-морских кораблей были четыре канадских вертолетоносца класса Iroquois, впервые введенных в строй в 1972 году. Они использовали 2 главных маршевых двигателя ft-4, 2 маршевых двигателя ft-12 и 3 генератора Solar Saturn мощностью 750 кВт.

    Первый У.Корабль S. с газотурбинным двигателем представлял собой катер Point Thatcher Береговой охраны США, введенный в эксплуатацию в 1961 году и приводившийся в движение двумя турбинами мощностью 750 кВт (1000 л.с.) с гребными винтами с регулируемым шагом. [16] Более крупные Hamilton класса High Endurance Cutters были первым классом более крупных резаков, в которых использовались газовые турбины, первая из которых (USCGC Hamilton ) была введена в эксплуатацию в 1967 году. С тех пор они приводили в действие Фрегаты ВМС США Perry класса , Spruance класса и Arleigh Burke класса , а также Ticonderoga класса ракетных крейсеров.USS Makin Island , модифицированный десантный корабль класса Wasp , должен стать первым десантным кораблем ВМФ с газовыми турбинами. Судовая газовая турбина работает в более агрессивной атмосфере из-за присутствия морской соли в воздухе и топливе и использования более дешевого топлива.

    Достижения в области технологий

    Технология газовых турбин неуклонно развивалась с момента ее создания и продолжает развиваться. В разработке активно производятся как газовые турбины меньшего размера, так и более мощные и экономичные двигатели.Этим достижениям способствуют компьютерное проектирование (в частности, CFD и анализ методом конечных элементов) и разработка передовых материалов: основные материалы с превосходной жаропрочностью (например, монокристаллические жаропрочные сплавы, которые демонстрируют аномалию предела текучести) или термобарьерные покрытия, которые защищают структурный материал от все более высоких температур. Эти усовершенствования обеспечивают более высокие степени сжатия и температуры на входе в турбину, более эффективное сгорание и лучшее охлаждение деталей двигателя.

    Эффективность простого цикла ранних газовых турбин была практически удвоена за счет промежуточного охлаждения, регенерации (или рекуперации) и повторного нагрева. Эти улучшения, конечно же, достигаются за счет увеличения первоначальных и эксплуатационных затрат, и они не могут быть оправданы, если снижение затрат на топливо не компенсирует увеличение других затрат. Относительно низкие цены на топливо, общее желание отрасли минимизировать затраты на установку и огромное увеличение эффективности простого цикла примерно до 40 процентов не оставляли желания выбирать эти модификации. [17]

    Что касается выбросов, задача состоит в том, чтобы повысить температуру на входе в турбину и в то же время снизить пиковую температуру пламени, чтобы добиться более низких выбросов NOx и соответствовать последним нормам выбросов. В мае 2011 года компания Mitsubishi Heavy Industries достигла температуры на входе в турбину 1600 °C на газовой турбине мощностью 320 МВт и 460 МВт на установках для выработки электроэнергии с комбинированным циклом, в которых общий тепловой КПД превышает 60 %. [18]

    Подшипники из фольги, соответствующие требованиям, были коммерчески представлены в газовых турбинах в 1990-х годах.Они могут выдерживать более ста тысяч циклов пуска/останова и устраняют необходимость в масляной системе. Применение микроэлектроники и технологии переключения мощности позволило разработать коммерчески жизнеспособное производство электроэнергии с помощью микротурбин для распределения и движения транспортных средств.

    Преимущества и недостатки газотурбинных двигателей

    Артикул этого раздела: [19]

    Преимущества газотурбинных двигателей

    • Очень высокая удельная мощность по сравнению с поршневыми двигателями;
    • Меньше, чем большинство поршневых двигателей той же номинальной мощности.
    • Движется только в одном направлении с гораздо меньшей вибрацией, чем поршневой двигатель.
    • Меньше движущихся частей, чем в поршневых двигателях.
    • Более высокая надежность, особенно в приложениях, где требуется устойчивая высокая выходная мощность
    • Отработанное тепло почти полностью рассеивается в выхлопе. Это приводит к высокотемпературному выхлопному потоку, который очень удобен для кипячения воды в комбинированном цикле или для когенерации.
    • Низкое рабочее давление.
    • Высокие рабочие скорости.
    • Низкая стоимость и расход смазочного масла.
    • Может работать на самых разных видах топлива.
    • Очень низкие токсичные выбросы CO и HC за счет избытка воздуха, полного сгорания и отсутствия «гашения» пламени на холодных поверхностях

    Недостатки газотурбинных двигателей

    • Цена очень высока
    • Менее эффективен, чем поршневые двигатели на холостом ходу
    • Более длительный запуск, чем у поршневых двигателей
    • Менее чувствительны к изменениям потребляемой мощности по сравнению с поршневыми двигателями
    • Характерный вой трудно подавить

    Каталожные номера

    1. Введение в инженерную термодинамику , Ричард Э.Зоннтаг, Клаус Борргнакке, 2007 г. Проверено 13 марта 2013 г.
    2. ↑ «Лаборатория газовых турбин Массачусетского технологического института». Web.mit.edu. 1939-08-27. http://web.mit.edu/aeroastro/labs/gtl/early_GT_history.html. Проверено 13 августа 2012 г. .
    3. ↑ «Патент US0635919». Freepatentsonline.com. http://www.freepatentsonline.com/0635919.pdf. Проверено 13 августа 2012 г. .
    4. ↑ «История — биографии, достопримечательности, патенты». КАК Я. 10 марта 1905 г. http://www.asme.org/Communities/History/Resources/Curtis_Charles_Gordon.см Проверено 13 августа 2012 г. .
    5. 5.0 5.1 Лейес, стр. 231-232.
    6. ↑ «Университет Бохума», журнал In Touch, 2005 г., стр. 5 (PDF) . http://www.ruhr-uni-bochum.de/fem/pdf/in-touch-magazin2005.pdf. Проверено 13 августа 2012 г. .
    7. ↑ Эккардт, Д. и Руфли, П. «Передовые технологии газовых турбин — ABB / BBC History First», ASME J. Eng. Газовая турбина. Власть, 2002, с. 124, 542-549
    8. ↑ Воманс, Т.; Влёгельс, П.; Пирс, Дж.; Аль-Бендер, Ф.; Рейнартс, Д.(2006). «Ротородинамическое поведение ротора микротурбины на воздушных подшипниках: методы моделирования и экспериментальная проверка, стр. 182» (PDF) . Международная конференция по шумовой и вибрационной инженерии. http://www.isma-isaac.be/publications/PMA_MOD_publications/ISMA2006/181-198.pdf. Проверено 7 января 2013 г. .
    9. ↑ Кей, Энтони, Разработка немецких реактивных двигателей и газовых турбин, 1930–1945 , Airlife Publishing, 2002 г.
    10. ↑ Ричард М. Огоркевич, Jane’s — The Technology of Tanks , Информационная группа Джейн, с.259
    11. ↑ Уолш, Филип П.; Пол Флетчер (2004). Производительность газовой турбины (2-е изд.). Джон Уайли и сыновья. п. 25. ISBN 978-0-632-06434-2.
    12. ↑ «Первая морская газовая турбина, 1947 год» . Scienceandsociety.co.uk. 23 апреля 2008 г. http://www.scienceandsociety.co.uk/results.asp?image=10421693. Проверено 13 августа 2012 г. .
    13. Торпедный катер класса Søløven, 1965 г.
    14. Торпедный/ракетный катер класса Willemoes, 1974 г.
    15. ↑ Быстрый ракетный катер
    16. ↑ «Веб-сайт историка береговой охраны США, USCGC »Point Thatcher» (WPB-82314)» (PDF) .http://www.uscg.mil/history/webcutters/Point_Thatcher.pdf. Проверено 13 августа 2012 г. .
    17. ↑ Ченгель, Юнус А. и Майкл А. Болес. «9-8». Термодинамика: инженерный подход. 7-е изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2011. 510. Печать.
    18. ↑ «MHI достигла температуры на входе в турбину 1600 ° C при испытательной эксплуатации газовой турбины серии J с самым высоким в мире тепловым КПД» . Мицубиси Хэви Индастриз. 26 мая 2011 г. http://www.mhi.co.jp/en/news/story/1105261435.html.
    19. ↑ Брейн, Маршалл (01.04.2000).»Как это работает». Science.howstuffworks.com. http://science.howstuffworks.com/turbine2.htm. Проверено 13 августа 2012 г. .

    Дальнейшее чтение

    • Стационарные газовые турбины внутреннего сгорания, включая масло и систему контроля превышения скорости, описание
    • «Технология авиационных газотурбинных двигателей» Ирвина Э. Тригера, почетного профессора Университета Пердью, Макгроу-Хилл, отделение Гленко, 1979 г., ISBN 0-07-065158-2 .
    • «Теория газовых турбин» Е.И.В. Сараванамуттоо, GFCРоджерс и Х. Коэн, Pearson Education, 2001, 5-е изд., ISBN 0-13-015847-X.
    • Лейес II, Ричард А.; Уильям А. Флеминг (1999). История малых газотурбинных авиационных двигателей Северной Америки . Вашингтон, округ Колумбия: Смитсоновский институт. ISBN 1-56347-332-1.
    • RM «Фред» Клаасс и Кристофер ДеллаКорте, «В поисках безмасляных газотурбинных двигателей», Технические документы SAE, № 2006-01-3055, доступно по адресу: http://www.sae.org/technical/papers /2006-01-3055.
    • «Модели реактивных двигателей» Томаса Кампса ISBN 0-9510589-9-1 Публикации Traplet
    • Авиационные двигатели и газовые турбины , второе издание Джека Л.Керреброк, MIT Press, 1992, ISBN 0-262-11162-4.
    • «Судебно-медицинское расследование происшествия с газовой турбиной [1]», Джон Моллой, M&M Engineering
    • «Производительность газовой турбины, 2-е издание» Филипа Уолша и Пола Флетчера, Wiley-Blackwell, 2004, ISBN 978-0-632-06434-2 http://eu.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-063206434X. html

    Внешние ссылки

    Воздушное охлаждение на входе в турбину

    Применение газовых турбин в военной технике | Военная вики

    «Микротурбина» перенаправляется сюда.Чтобы узнать о турбинах в электричестве, см. Ветряная турбина . Чтобы узнать о турбинах в целом, см. Турбина .

    Примеры конфигураций газовых турбин: (1) турбореактивный, (2) турбовинтовой, (3) турбовальный (электрогенератор), (4) ТРДД с большой степенью двухконтурности, (5) ТРДД с дожиганием с малой степенью двухконтурности.

    Газовая турбина , также называемая турбиной внутреннего сгорания , представляет собой тип двигателя внутреннего сгорания. Он имеет расположенный выше по потоку вращающийся компрессор, соединенный с расположенной ниже по потоку турбиной, и камеру сгорания между ними.

    Основная работа газовой турбины аналогична работе паровой электростанции, за исключением того, что вместо воды используется воздух. Свежий атмосферный воздух проходит через компрессор, который доводит его до более высокого давления. Затем энергия добавляется путем распыления топлива в воздух и его воспламенения, так что при сгорании образуется высокотемпературный поток. Этот высокотемпературный газ высокого давления поступает в турбину, где он расширяется до давления выхлопа , создавая в процессе валовую работу .Работа вала турбины используется для привода компрессора и других устройств, таких как электрический генератор, который может быть соединен с валом. Энергия, которая не используется для работы вала, выходит в выхлопных газах, поэтому они имеют либо высокую температуру, либо высокую скорость. Назначение газовой турбины определяет конструкцию, чтобы максимально использовать наиболее желательную форму энергии. Газовые турбины используются для питания самолетов, поездов, кораблей, электрических генераторов и даже танков. [1]

    История

    • 50: Двигатель Героя ( aeolipile ) — Судя по всему, паровой двигатель Героя считался не более чем игрушкой, и поэтому его полный потенциал не реализовывался веками.
    • 1500: «Каминный домкрат» был нарисован Леонардо да Винчи: горячий воздух от огня поднимается вверх через одноступенчатый осевой ротор турбины, установленный в вытяжном канале камина и вращающий вертел с помощью зубчато-цепного соединения.
    • 1629: Струи пара вращали импульсную турбину, которая затем приводила в действие работающую штамповочную мельницу с помощью конического зубчатого колеса, разработанного Джованни Бранка.
    • 1678: Фердинанд Вербист построил модель экипажа, работающую на паровой струе.

      Эскиз газовой турбины Джона Барбера из его патента

    • 1791: Джон Барбер, англичанин, получил патент на первую настоящую газовую турбину.В его изобретении использовалось большинство элементов, присутствующих в современных газовых турбинах. Турбина была предназначена для привода безлошадной повозки. [2]
    • 1872: Газотурбинный двигатель был разработан Францем Штольце, но двигатель никогда не работал на собственной мощности.
    • 1894: Сэр Чарльз Парсонс запатентовал идею приведения корабля в движение с помощью паровой турбины и построил демонстрационное судно Turbinia , которое в то время было самым быстрым судном на плаву. Этот принцип движения все еще используется.
    • 1895: Три 4-тонных генератора радиального потока Parsons мощностью 100 кВт были установлены на Кембриджской электростанции и использовались для питания первой электрической схемы уличного освещения в городе.
    • 1899: Чарльз Гордон Кертис запатентовал первый газотурбинный двигатель в США («Устройство для производства механической энергии», патент № US635,919). [3] [4]
    • 1900: Сэнфорд Александр Мосс защитил диссертацию по газовым турбинам. В 1903 году Мосс стал инженером отдела паровых турбин General Electric в Линне, штат Массачусетс. [5] Находясь там, он применил некоторые из своих концепций при разработке турбокомпрессора. В его конструкции использовалось небольшое турбинное колесо, приводимое в движение выхлопными газами, для вращения нагнетателя. [5]
    • 1903: Норвежец Эгидиус Эллинг смог построить первую газовую турбину, которая могла производить больше энергии, чем необходимо для работы ее собственных компонентов, что считалось достижением в то время, когда знания об аэродинамике были ограничены. Используя роторные компрессоры и турбины, он производил 11 л.с. (по тем временам много). [ ссылка необходима ]
    • 1906: Газотурбинный двигатель Арменго-Лемаля во Франции с камерой сгорания с водяным охлаждением.
    • 1910: Импульсная турбина Хольцварта (импульсное сгорание) достигла мощности 150 киловатт.
    • 1913: Никола Тесла запатентовал турбину Теслы, основанную на эффекте пограничного слоя.
    • 1920-е годы Практическая теория течения газа через каналы была развита в более формальную (и применимую к турбинам) теорию течения газа мимо аэродинамических профилей А.А. Гриффит, в результате чего в 1926 г. была опубликована книга «Аэродинамическая теория проектирования турбин» . В 1929 году Королевским авиационным институтом были разработаны рабочие стендовые конструкции осевых турбин, пригодных для привода пропеллера, доказавших эффективность аэродинамической формы лопастей.
    • 1930: Не обнаружив интереса со стороны Королевских ВВС к своей идее, Фрэнк Уиттл запатентовал конструкцию центробежной газовой турбины для реактивного движения.Первое успешное использование его двигателя было в апреле 1937 года.
    • 1932: BBC Brown, Boveri & Cie из Швейцарии начинает продажу осевых компрессоров и турбинных турбоагрегатов в составе парогенераторного котла Velox с турбонаддувом. По принципу газовой турбины трубы испарения пара расположены внутри камеры сгорания газовой турбины; Первый завод Velox был построен в Мондевиле, Франция. [6]
    • 1934: Рауль Патерас де Пескара запатентовал свободнопоршневой двигатель в качестве газогенератора для газовых турбин. [ ссылка необходима ]
    • 1936: Ганс фон Охайн и Макс Хан в Германии разрабатывали собственную запатентованную конструкцию двигателя. [ ссылка необходима ]
    • 1936 Whittle с другими, поддерживаемыми инвестиционными формами Power Jets Ltd [ необходима ссылка ]
    • 1937 год, работает первый двигатель Power Jets, и он впечатляет Генри Тизарда, так что он обеспечивает государственное финансирование для его дальнейшего развития. [ ссылка необходима ]
    • 1939: Первая газовая турбина мощностью 4 МВт от BBC Brown, Boveri & Cie.для аварийной электростанции в Невшателе, Швейцария. [7]
    • 1946 г. Национальное предприятие по производству газовых турбин, сформированное из Power Jets и турбинного подразделения RAE, объединяет работу Уиттла и Хейна Константа

      Газы, проходящие через идеальную газовую турбину, подвергаются трем термодинамическим процессам. Это изоэнтропическое сжатие, изобарическое (постоянное давление) горение и изоэнтропическое расширение.Вместе они составляют цикл Брайтона.

      В практической газовой турбине газы сначала ускоряются либо в центробежном, либо в осевом компрессоре. Затем эти газы замедляются с помощью расширяющегося сопла, известного как диффузор; эти процессы повышают давление и температуру потока. В идеальной системе это изоэнтропия. Однако на практике энергия теряется в виде тепла из-за трения и турбулентности. Затем газы проходят из диффузора в камеру сгорания или аналогичное устройство, где добавляется тепло.В идеальной системе это происходит при постоянном давлении (изобарический подвод тепла). Поскольку давление не меняется, удельный объем газов увеличивается. В практических ситуациях этот процесс обычно сопровождается небольшой потерей давления из-за трения. Наконец, этот больший объем газов расширяется и ускоряется направляющими лопатками сопла, прежде чем энергия будет извлечена турбиной. В идеальной системе эти газы изоэнтропически расширяются и выходят из турбины под своим первоначальным давлением.На практике этот процесс не является изоэнтропическим, так как энергия снова теряется на трение и турбулентность.

      Если устройство предназначено для приведения в действие вала промышленного генератора или турбовинтового двигателя, выходное давление будет максимально приближено к входному давлению. На практике необходимо, чтобы на выходе оставалось некоторое давление, чтобы полностью удалить выхлопные газы. В случае реактивного двигателя из потока извлекается только достаточное давление и энергия для привода компрессора и других компонентов.Остальные газы под высоким давлением ускоряются, образуя струю, которую можно использовать, например, для приведения в движение самолета.

      Цикл Брайтона

      Как и во всех циклических тепловых двигателях, более высокие температуры сгорания могут обеспечить более высокий КПД. Однако температуры ограничены способностью стали, никеля, керамики или других материалов, из которых состоит двигатель, выдерживать высокие температуры и нагрузки. Для борьбы с этим многие турбины оснащены сложными системами охлаждения лопаток.

      Как правило, чем меньше двигатель, тем выше должна быть скорость вращения вала (валов) для поддержания максимальной скорости. Скорость конца лопатки определяет максимальное соотношение давлений, которое может быть достигнуто турбиной и компрессором. Это, в свою очередь, ограничивает максимальную мощность и КПД, которые может получить двигатель. Чтобы скорость острия оставалась постоянной, если диаметр ротора уменьшить вдвое, скорость вращения должна удвоиться. Например, большие реактивные двигатели работают со скоростью около 10 000 об/мин, а микротурбины вращаются со скоростью 500 000 об/мин. [8]

      Механически газовые турбины могут быть значительно проще, чем поршневые двигатели внутреннего сгорания. Простые турбины могут иметь одну движущуюся часть: узел вала/компрессора/турбины/альтернативного ротора (см. изображение выше), не считая топливной системы. Однако требуемая точность изготовления компонентов и термостойких сплавов, необходимых для высокой эффективности, часто делают конструкцию простой турбины более сложной, чем поршневые двигатели.

      Более сложные турбины (такие, как в современных реактивных двигателях) могут иметь несколько валов (золотников), сотни лопастей турбины, подвижные лопасти статора и обширную систему сложных трубопроводов, камер сгорания и теплообменников.

      Типы газовых турбин

      Реактивные двигатели

      Типовой осевой турбореактивный двигатель J85 в разрезе для демонстрации. Поток слева направо, многоступенчатый компрессор слева, камеры сгорания в центре, двухступенчатая турбина справа.

      Воздушно-реактивные двигатели представляют собой газовые турбины, оптимизированные для создания тяги за счет выхлопных газов или канальных вентиляторов, соединенных с газовыми турбинами. Реактивные двигатели, которые создают тягу за счет прямого импульса выхлопных газов, часто называют турбореактивными, тогда как те, которые создают тягу с добавлением канального вентилятора, часто называют турбовентиляторными или (реже) вентиляторными реактивными двигателями.

      Газовые турбины также используются во многих жидкостных ракетах. Газовые турбины используются для питания турбонасоса, что позволяет использовать легкие баки низкого давления, что значительно экономит сухую массу.

      Турбовинтовые двигатели

      Турбовинтовой двигатель — это тип газотурбинного двигателя, который приводит в движение внешний воздушный винт с помощью редуктора. Турбовинтовые двигатели обычно используются на небольших дозвуковых самолетах, но некоторые крупные военные и гражданские самолеты, такие как Airbus A400M, Lockheed L-188 Electra и Туполев Ту-95, также используют турбовинтовые двигатели.

      Авиационные газовые турбины

      Схема лопатки турбины высокого давления

      Производные авиационные двигатели также используются в производстве электроэнергии благодаря их способности отключаться и быстрее справляться с изменениями нагрузки, чем промышленные машины. Они также используются в морской промышленности для уменьшения веса. General Electric LM2500, General Electric LM6000, Rolls-Royce RB211 и Rolls-Royce Avon являются распространенными моделями машин этого типа. [ ссылка необходима ]

      Газовые турбины наземных транспортных средств

      Rover JET1 1950 года выпуска

      Модель STP Oil Treatment Special 1967 года выпуска на выставке в Зале славы автодрома Индианаполиса, где показана газовая турбина Pratt & Whitney.

      Howmet TX 1968 года выпуска, единственный гоночный автомобиль с турбинным двигателем, выигравший гонку.

      Газовые турбины часто используются на кораблях, локомотивах, вертолетах, танках и, в меньшей степени, на автомобилях, автобусах и мотоциклах.

      Ключевое преимущество реактивных и турбовинтовых двигателей для движения самолетов — их превосходные характеристики на большой высоте по сравнению с поршневыми двигателями, особенно без наддува, — не имеет значения для большинства автомобильных применений. Их преимущество в мощности к весу, хотя и менее критично, чем для самолетов, все же важно.

      Газовые турбины представляют собой мощный двигатель в очень маленьком и легком корпусе. Однако они не так отзывчивы и эффективны, как небольшие поршневые двигатели, в широком диапазоне оборотов и мощностей, необходимых для транспортных средств. В серийных гибридных транспортных средствах, поскольку приводные электродвигатели механически отделены от двигателя, вырабатывающего электроэнергию, проблемы с реагированием, низкой производительностью на низкой скорости и низкой эффективностью при низкой мощности имеют гораздо меньшее значение. Турбина может работать на скорости, оптимальной для ее выходной мощности, а батареи и суперконденсаторы могут подавать энергию по мере необходимости, при этом двигатель включается и выключается, чтобы он работал только с высокой эффективностью.Появление бесступенчатой ​​трансмиссии также может решить проблему отзывчивости.

      Танки

      Морские пехотинцы из 1-го танкового батальона загружают многотопливную турбину Honeywell AGT1500 обратно в танк в лагере Койот, Кувейт, февраль 2003 г. для использования в танках с середины 1944 г. Первые газотурбинные двигатели, использовавшиеся для боевой бронированной машины GT 101, были установлены на танке «Пантера». [9] Второе использование газовой турбины в боевой бронированной машине произошло в 1954 году, когда агрегат PU2979, специально разработанный для танков компанией CA Parsons & Co., был установлен и испытан на британском танке Conqueror. [10] Stridsvagn 103 был разработан в 1950-х годах и стал первым серийным основным боевым танком с газотурбинным двигателем. С тех пор газотурбинные двигатели использовались в качестве ВСУ на некоторых танках и в качестве основных силовых установок, в частности, на советских/российских Т-80 и американских танках M1 Abrams.Они легче и меньше дизелей при той же устойчивой выходной мощности, но модели, установленные на сегодняшний день, менее экономичны, чем эквивалентные дизели, особенно на холостом ходу, поскольку для достижения той же боевой дальности требуется больше топлива. В последующих моделях M1 эта проблема была решена с помощью аккумуляторных батарей или вторичных генераторов для питания систем танка в неподвижном состоянии, что позволило сэкономить топливо за счет уменьшения необходимости холостого хода главной турбины. На Т-80 можно установить три больших внешних топливных бака для увеличения радиуса действия.Россия прекратила производство Т-80 в пользу дизельного Т-90 (на базе Т-72), а Украина разработала дизельный Т-80УД и Т-84 с мощностью, близкой к газовой. -турбинный бак. Дизельная силовая установка французского танка Leclerc оснащена гибридной системой наддува Hyperbar. где турбонагнетатель двигателя полностью заменен небольшой газовой турбиной, которая также работает как вспомогательный турбонагнетатель выхлопных газов дизельного двигателя, позволяя регулировать уровень наддува независимо от оборотов двигателя и достигать более высокого пикового давления наддува (чем с обычными турбонагнетателями).Эта система позволяет использовать меньший рабочий объем и более легкий двигатель в качестве силовой установки танка и эффективно устраняет турбояму. Эта специальная газовая турбина/турбокомпрессор также может работать независимо от основного двигателя как обычная ВСУ.

      Турбина теоретически надежнее и проще в обслуживании, чем поршневой двигатель, поскольку имеет более простую конструкцию с меньшим количеством движущихся частей, но на практике детали турбины изнашиваются быстрее из-за их более высоких рабочих скоростей. Лопасти турбины очень чувствительны к пыли и мелкому песку, поэтому при работе в пустыне воздушные фильтры необходимо устанавливать и менять несколько раз в день.Неправильно установленный фильтр, а также пуля или осколок снаряда, пробившие фильтр, могут повредить двигатель. Поршневые двигатели (особенно с турбонаддувом) также нуждаются в хорошо обслуживаемых фильтрах, но они более устойчивы, если фильтр выходит из строя.

      Как и большинство современных дизельных двигателей, используемых в танках, газовые турбины обычно являются многотопливными двигателями.

      Морское применение

      Морской

      Газовая турбина от MGB 2009

      Газовые турбины используются на многих военно-морских кораблях, где они ценятся за их высокую удельную мощность и результирующее ускорение их кораблей и способность быстро трогаться с места.

      Первым военным кораблем с газотурбинным двигателем был моторный артиллерийский катер Королевского флота MGB 2009 (ранее MGB 509 ), переоборудованный в 1947 году. Metropolitan-Vickers оснастил свой реактивный двигатель F2/3 силовой турбиной. Паровой артиллерийский катер Grey Goose был переоборудован под газовые турбины Rolls-Royce в 1952 году и эксплуатировался в этом качестве с 1953 года. первые корабли, созданные специально для газотурбинных двигателей. [12]

      Первыми крупными кораблями с частично газотурбинными двигателями были фрегаты Королевского флота Type 81 (Tribal class) с комбинированными парогазовыми силовыми установками. Первый, HMS Ashanti , был сдан в эксплуатацию в 1961 году.

      Немецкий флот спустил на воду первый фрегат класса Köln в 1961 году с двумя газовыми турбинами Brown, Boveri & Cie в первой в мире комбинированной дизельной и газовой двигательной установке.

      Военно-морской флот Дании имел 6 торпедных катеров Søløven класса (экспортная версия британского быстроходного патрульного катера класса Brave) на вооружении с 1965 по 1990 год, на которых было 3 морских газовых турбины Bristol Proteus (позже RR Proteus) мощностью 9 510 кВт. (12 750 л.с.) вместе, а также два дизельных двигателя General Motors мощностью 340 кВт (460 л.с.) для лучшей экономии топлива на более низких скоростях. [13] Они также произвели 10 торпедных катеров / ракетных катеров класса Willemoes (на вооружении с 1974 по 2000 г.), на которых было установлено 3 газовых турбины Rolls Royce Marine Proteus мощностью 9 510 кВт (12 750 л.с.), такие же, как на катерах класса Søløven. и 2 дизельных двигателя General Motors мощностью 600 кВт (800 л. с.), а также для улучшения экономии топлива на малых скоростях. [14]

      В период с 1966 по 1967 год ВМС Швеции произвели 6 торпедных катеров класса Spica с 3 турбинами Bristol Siddeley Proteus 1282, каждая мощностью 3210 кВт (4300 л.с.).Позже к ним присоединились 12 модернизированных кораблей класса Norrköping с теми же двигателями. С заменой кормовых торпедных аппаратов на противокорабельные ракеты они служили ракетными катерами, пока последний не был списан в 2005 году. Газовая турбина Rolls-Royce Olympus TMB3 мощностью 16 410 кВт (22 000 л.с.) и три судовых дизеля Wärtsilä для более низких скоростей. Это были самые быстрые корабли финского флота; они регулярно развивали скорость 35 узлов, а 37.3 узла на ходовых испытаниях. Турунмаас был оплачен в 2002 году. Karjala сегодня является кораблем-музеем в Турку, а Turunmaa служит плавучим механическим цехом и учебным кораблем для Политехнического колледжа Сатакунта.

      Следующей серией крупных военно-морских кораблей были четыре канадских вертолетоносца класса Iroquois, впервые введенных в строй в 1972 году. Они использовали 2 главных маршевых двигателя ft-4, 2 маршевых двигателя ft-12 и 3 генератора Solar Saturn мощностью 750 кВт.

      Первый У.Корабль S. с газотурбинным двигателем представлял собой катер Point Thatcher Береговой охраны США, введенный в эксплуатацию в 1961 году и приводившийся в движение двумя турбинами мощностью 750 кВт (1000 л.с.) с гребными винтами с регулируемым шагом. [16] Более крупные Hamilton класса High Endurance Cutters были первым классом более крупных резаков, в которых использовались газовые турбины, первая из которых (USCGC Hamilton ) была введена в эксплуатацию в 1967 году. С тех пор они приводили в действие Фрегаты ВМС США Perry класса , Spruance класса и Arleigh Burke класса , а также Ticonderoga класса ракетных крейсеров.USS Makin Island , модифицированный десантный корабль класса Wasp , должен стать первым десантным кораблем ВМФ с газовыми турбинами. Судовая газовая турбина работает в более агрессивной атмосфере из-за присутствия морской соли в воздухе и топливе и использования более дешевого топлива.

      Достижения в области технологий

      Технология газовых турбин неуклонно развивалась с момента ее создания и продолжает развиваться. В разработке активно производятся как газовые турбины меньшего размера, так и более мощные и экономичные двигатели.Этим достижениям способствуют компьютерное проектирование (в частности, CFD и анализ методом конечных элементов) и разработка передовых материалов: основные материалы с превосходной жаропрочностью (например, монокристаллические жаропрочные сплавы, которые демонстрируют аномалию предела текучести) или термобарьерные покрытия, которые защищают структурный материал от все более высоких температур. Эти усовершенствования обеспечивают более высокие степени сжатия и температуры на входе в турбину, более эффективное сгорание и лучшее охлаждение деталей двигателя.

      Эффективность простого цикла ранних газовых турбин была практически удвоена за счет промежуточного охлаждения, регенерации (или рекуперации) и повторного нагрева. Эти улучшения, конечно же, достигаются за счет увеличения первоначальных и эксплуатационных затрат, и они не могут быть оправданы, если снижение затрат на топливо не компенсирует увеличение других затрат. Относительно низкие цены на топливо, общее желание отрасли минимизировать затраты на установку и огромное увеличение эффективности простого цикла примерно до 40 процентов не оставляли желания выбирать эти модификации. [17]

      Что касается выбросов, задача состоит в том, чтобы повысить температуру на входе в турбину и в то же время снизить пиковую температуру пламени, чтобы добиться более низких выбросов NOx и соответствовать последним нормам выбросов. В мае 2011 года компания Mitsubishi Heavy Industries достигла температуры на входе в турбину 1600 °C на газовой турбине мощностью 320 МВт и 460 МВт на установках для выработки электроэнергии с комбинированным циклом, в которых общий тепловой КПД превышает 60 %. [18]

      Подшипники из фольги, соответствующие требованиям, были коммерчески представлены в газовых турбинах в 1990-х годах.Они могут выдерживать более ста тысяч циклов пуска/останова и устраняют необходимость в масляной системе. Применение микроэлектроники и технологии переключения мощности позволило разработать коммерчески жизнеспособное производство электроэнергии с помощью микротурбин для распределения и движения транспортных средств.

      Преимущества и недостатки газотурбинных двигателей

      Артикул этого раздела: [19]

      Преимущества газотурбинных двигателей

      • Очень высокая удельная мощность по сравнению с поршневыми двигателями;
      • Меньше, чем большинство поршневых двигателей той же номинальной мощности.
      • Движется только в одном направлении с гораздо меньшей вибрацией, чем поршневой двигатель.
      • Меньше движущихся частей, чем в поршневых двигателях.
      • Более высокая надежность, особенно в приложениях, где требуется устойчивая высокая выходная мощность
      • Отработанное тепло почти полностью рассеивается в выхлопе. Это приводит к высокотемпературному выхлопному потоку, который очень удобен для кипячения воды в комбинированном цикле или для когенерации.
      • Низкое рабочее давление.
      • Высокие рабочие скорости.
      • Низкая стоимость и расход смазочного масла.
      • Может работать на самых разных видах топлива.
      • Очень низкие токсичные выбросы CO и HC за счет избытка воздуха, полного сгорания и отсутствия «гашения» пламени на холодных поверхностях

      Недостатки газотурбинных двигателей

      • Цена очень высока
      • Менее эффективен, чем поршневые двигатели на холостом ходу
      • Более длительный запуск, чем у поршневых двигателей
      • Менее чувствительны к изменениям потребляемой мощности по сравнению с поршневыми двигателями
      • Характерный вой трудно подавить

      Каталожные номера

      1. Введение в инженерную термодинамику , Ричард Э.Зоннтаг, Клаус Борргнакке, 2007 г. Проверено 13 марта 2013 г.
      2. ↑ «Лаборатория газовых турбин Массачусетского технологического института». Web.mit.edu. 1939-08-27. http://web.mit.edu/aeroastro/labs/gtl/early_GT_history.html. Проверено 13 августа 2012 г. .
      3. ↑ «Патент US0635919». Freepatentsonline.com. http://www.freepatentsonline.com/0635919.pdf. Проверено 13 августа 2012 г. .
      4. ↑ «История — биографии, достопримечательности, патенты». КАК Я. 10 марта 1905 г. http://www.asme.org/Communities/History/Resources/Curtis_Charles_Gordon.см Проверено 13 августа 2012 г. .
      5. 5.0 5.1 Лейес, стр. 231-232.
      6. ↑ «Университет Бохума», журнал In Touch, 2005 г., стр. 5 (PDF) . http://www.ruhr-uni-bochum.de/fem/pdf/in-touch-magazin2005.pdf. Проверено 13 августа 2012 г. .
      7. ↑ Эккардт, Д. и Руфли, П. «Передовые технологии газовых турбин — ABB / BBC History First», ASME J. Eng. Газовая турбина. Власть, 2002, с. 124, 542-549
      8. ↑ Воманс, Т.; Влёгельс, П.; Пирс, Дж.; Аль-Бендер, Ф.; Рейнартс, Д.(2006). «Ротородинамическое поведение ротора микротурбины на воздушных подшипниках: методы моделирования и экспериментальная проверка, стр. 182» (PDF) . Международная конференция по шумовой и вибрационной инженерии. http://www.isma-isaac.be/publications/PMA_MOD_publications/ISMA2006/181-198.pdf. Проверено 7 января 2013 г. .
      9. ↑ Кей, Энтони, Разработка немецких реактивных двигателей и газовых турбин, 1930–1945 , Airlife Publishing, 2002 г.
      10. ↑ Ричард М. Огоркевич, Jane’s — The Technology of Tanks , Информационная группа Джейн, с.259
      11. ↑ Уолш, Филип П.; Пол Флетчер (2004). Производительность газовой турбины (2-е изд.). Джон Уайли и сыновья. п. 25. ISBN 978-0-632-06434-2.
      12. ↑ «Первая морская газовая турбина, 1947 год» . Scienceandsociety.co.uk. 23 апреля 2008 г. http://www.scienceandsociety.co.uk/results.asp?image=10421693. Проверено 13 августа 2012 г. .
      13. Торпедный катер класса Søløven, 1965 г.
      14. Торпедный/ракетный катер класса Willemoes, 1974 г.
      15. ↑ Быстрый ракетный катер
      16. ↑ «Веб-сайт историка береговой охраны США, USCGC »Point Thatcher» (WPB-82314)» (PDF) .http://www.uscg.mil/history/webcutters/Point_Thatcher.pdf. Проверено 13 августа 2012 г. .
      17. ↑ Ченгель, Юнус А. и Майкл А. Болес. «9-8». Термодинамика: инженерный подход. 7-е изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2011. 510. Печать.
      18. ↑ «MHI достигла температуры на входе в турбину 1600 ° C при испытательной эксплуатации газовой турбины серии J с самым высоким в мире тепловым КПД» . Мицубиси Хэви Индастриз. 26 мая 2011 г. http://www.mhi.co.jp/en/news/story/1105261435.html.
      19. ↑ Брэйн, Маршалл (01.04.2000).»Как это работает». Science.howstuffworks.com. http://science.howstuffworks.com/turbine2.htm. Проверено 13 августа 2012 г. .

      Дальнейшее чтение

      • Стационарные газовые турбины внутреннего сгорания, включая масло и систему контроля превышения скорости, описание
      • «Технология авиационных газотурбинных двигателей» Ирвина Э. Тригера, почетного профессора Университета Пердью, Макгроу-Хилл, отделение Гленко, 1979 г., ISBN 0-07-065158-2 .
      • «Теория газовых турбин» Е.И.В. Сараванамуттоо, GFCРоджерс и Х. Коэн, Pearson Education, 2001, 5-е изд., ISBN 0-13-015847-X.
      • Лейес II, Ричард А.; Уильям А. Флеминг (1999). История малых газотурбинных авиационных двигателей Северной Америки . Вашингтон, округ Колумбия: Смитсоновский институт. ISBN 1-56347-332-1.
      • RM «Фред» Клаасс и Кристофер ДеллаКорте, «В поисках безмасляных газотурбинных двигателей», Технические документы SAE, № 2006-01-3055, доступно по адресу: http://www.sae.org/technical/papers /2006-01-3055.
      • «Модели реактивных двигателей» Томаса Кампса ISBN 0-9510589-9-1 Публикации Traplet
      • Авиационные двигатели и газовые турбины , второе издание Джека Л.Керреброк, MIT Press, 1992, ISBN 0-262-11162-4.
      • «Судебно-медицинское расследование происшествия с газовой турбиной [1]», Джон Моллой, M&M Engineering
      • «Производительность газовой турбины, 2-е издание» Филипа Уолша и Пола Флетчера, Wiley-Blackwell, 2004, ISBN 978-0-632-06434-2 http://eu.wiley.com/WileyCDA/WileyTitle/productCd-063206434X. html

      Внешние ссылки

      Воздушное охлаждение на входе в турбину

      AGT1500 газовая турбин двигатель — Transupport

      -177×03

      9-10045

      9-100-133-01 9084-01

      9-130-010-36

      9-130-011-10

      9083×01-08

      9-160-240-06 9-160-240-07 9084-02 9-170-150-04

      2-0845 2-020-103-01 PIN-код, рифленый, каникулы 5315-01-074-4958 NE 19207 Ne 19207 US Army Tank Automotive Commance 12286795
      3-0845 3-0845 3-020-175-24 Переключатель, Spur 3040-01-154-7830 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12284387
      3-08-177X03 вал, перекрепленный 3040-01-073-8001 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286020
      3-0845 3-0845 3-020-420-15 Defletor Assembly 2835-01-154-7697 NE 19207 U S армийский танк Автомобильная команда 12284489
      3-0845 3-020-440-07 Трубка Узел, металл 4710-01-073-7977 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286043
      9-0845 3-0845 3-080-220-01 Gear Cluster 3020-01-089-9184 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286123
      9-0845 3-0845 3-080-240-01 шестерня, Spur 3040-01-074-3773 Ne 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286125
      3-100-025-06 Лезвие, компрессор RO 2835-01-073-8029 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286158
      3-100-027-19 Корпус, Antifrictio 2835-01-073-8054 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286160
      3-100-048-08 Spacer, компрессор, L 5365-01-390-9526 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12324840
      3-100132-05 Spacer, рукав 5365-01-073-7762 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286184
      3-100133-01 фиксатор, Blade 2835-01-073-7763 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286185
      3-100-152-03 Контроль, входное руководство 2835-01-073-7764 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286194
      3-100-168-01 втулка, рукав 3120-01-073-7884 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286200
      3-100169-01 Винт, плечо 5305-01-073-7998 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286201
      3-10045 3-100-410-02 Кольца УСМЕНА, UNISO 2835-01-074-3443 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286224
      9-10045 3-100-630-18 Чехол, осевой компресс 2835-01-073-0729 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286232
      9-100-860-01 диск, компрессор, не 2835-01-391-4396 NE 19207 U S армийский танк Automotive Command 12324846
      3-105-050-09 сегмент лопасти, вентилятор, NO 2835-01-073-0750 Ne 19207 U S Tank Automotive Command 12286261
      3-105-125-01 фиксатор, весна 2835-01-073-7780 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286283
      3-105-157-01 вкладка, Blade Blocking, T 2835-01-073-7782 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286285
      3-105-187-03 плита, монтаж 5340-01-113-7249 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286295
      3
      3-105-200-11 Узел диска, у нас 2835-01-073-7784 NE 19207 U S Army Tank Tank Automotive Command 12286300
      3-10845 3-105-780-01 Чехол, осевой компресс 2835-01-073-0166 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286314
      3-106-078-01 кронштейн, автомобиль C 2590-01-075-4920 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286320
      3-10845 3-106-350×01 Подшипник, ролик 3130-01-074-3491 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286323
      9-110-001-18 диск, турбина, Turbin 2835-01-073-0167 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command
      3-110-016-03 PIN-код, прямой, ламп 5315-01-073-7817 Ne 19207 U S ARM ARMACK TARKOTIVE COMMANT
      3-110-032-05 чашка, блокировка 2835-01-073-7791 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286344
      9-110-134-11 Shim 5365-01-073-7944 Ne 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286361-11
      3-110-152-01 Болт, внешне Rel 5306-01-073-7866-01-073-7866 Ne 19207 U S Army Tank Tank Automotive Command 12302041
      воздушный диффузор, Turbin 2835-01-201-3480 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12284658
      PIN-код, прямой, ламп 5315-01-074-3624 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286375
      3-130-070-08 вкладыш сборки 2835-01-0746 2835-01-074623 Ne 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286397
      3-130-090-26 Корпус, механические 3040-01-074-3489 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286398
      9-130-263×01 Spacer, рукав 5365-01-074-3680 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286429
      3-140-013-03 Болт, внешне Rel 5306-01-074-3665 Ne 19207 U S Army Tank Automotive Command
      3-140-037-10 Gear, Spur 3020-01-074-3486 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286474
      3-140-047-08 Rotor, Turbine, Nonai 2835-01-072-9961 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12271566
      3-140-221-01 Тело 5340-01-074-3708 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286511
      3-140-225-02 Болт, Machine 5306-01-074-3614 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286514
      3-140-312-01 PIN-код, HOLLOW 5315-01-074-3709 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286530
      3-140-425-01 ВАЛ 2835-01-074-5026 NE 192076 2 COMMAN 471 TATO ARMY 84
      9-140-660-11 Nozzel Assembly 2835-01-073-0722 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12271266
      3-160-014-02 Болт, плечо 5306-01-075-4951 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286582
      3-160-024-01 PIN-код, плечо, ламп 5315-01-074-3698 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286586
      3-160-027-01 Spacer, тарелка 5365-01-074-0087 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12271587
      3-160-076-01 PIN-код, прямой, возглавляет 5315-01-074-3696 19207 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286610
      3-160-240-06 Трубка и фитинги, M 4710-01-074-3732 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286619
      9-160-240-07 Узел трубки, металл 4710-01-074-3733 NE 19207 U S ARMY Tank Tank Automotive Command 12286620
      9-160-536×01 Spacer, рукав 5365-01-074-3682 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12271204
      3-160-554-02 5340-01-0946 5340-01-099-6317 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12271221
      3-170-150-04 Трубка Узел, металл 4710-01-074-3731 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286717
      3-170-560-02 Трубка Узел, металл 4710-01-075-4971 NE 19207 U S Army Tank Tank Automotive Command 12271112
      3-170-580-02 Tube Узел, металл 4710-01-074-3738 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12271539
      3-170-610-01 УСМЕНА ТРУБА, МЕТАЛЛ 4710-01-074-3722 NE 19207 U S ARMY Tank Tank Automotive Command 12271535
      3-170-620-01 Tube Узел, металл 4710-01-075-4970 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286688
      3-170-630-01 УСМЕНА ТРУБА 4710-01-074-8343 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12284528
      9-170-640-01 Трубка Узел, металл 4710-01-0746 4710-01-074-3723 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286690
      3-170-650-01 Tube Узел, металл 4710-01-074-3724 NE 19207 U S армийский танк Tank Automotive Command 12286691
      3-170-660-01 Трубка Узел, металл 4710-01-074-3725 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286692
      9-170-670-01 Tube Узел, металл 4710-01-074-3726 Ne 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286693
      3-170-680-01 Трубка Узел, металл 4710-01-074-3727 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command 12286694
      3-170-690-01 УСМЕНА ТРУБА, МЕТАЛЛ 4710-01-074-3728 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command 12286695
      3-300-207-23 Прокладка 5330-01-076-4272 NE 19207 U S Army Tank Tank Automotive Command 12271135
      3-300-537-01 Уплотнительное кольцо, металл 5330-01-102-7155 NE 19207 U S ARMY Tank Automotive Command
      3-300-688-01 Упаковка 5330-01-162-0539 NE 19207 U S Army Tank Automotive Command

      Honeywell International выигрывает 1 доллар.1 миллиард за газотурбинные двигатели M1 Abrams Tank

      Honeywell International, Феникс, Аризона, получила право на модификацию контракта W56HZV-20-D-0062 на программу двигателей Automotive Gas Turbine 1500 (AGT1500) на сумму 1 105 100 580 долларов. Места работ и финансирование будут определяться с каждым заказом, ориентировочная дата завершения — 30 сентября 2025 года. Это основная силовая установка серии танков M1 Abrams. Двигатель может использовать различные виды топлива, включая реактивное топливо, бензин, дизельное топливо и судовое дизельное топливо.Его особенности включают компактный дизайн, возможности холодного пуска, мгновенную мощность, многотопливные возможности и скрытную работу. Этот двигатель является мировым эталоном прочности и живучести танка. Контрактное командование армии США, Детройтский арсенал, штат Мичиган, занимается контрактной деятельностью.

      Двигатель мощностью 1500 лошадиных сил позволяет 72-тонному танку двигаться со скоростью до 42 миль в час, обеспечивая превосходное ускорение и мобильность. Надежность и производительность AGT1500 позволили машине Abrams стать одним из основных продуктов военного арсенала, проехав более 40 миллионов миль за последние 25 лет.Он обеспечивает мощность, скорость, быстрое ускорение и тихую работу, благодаря которым M1 получил такие высокие оценки на всех военных театрах военных действий. Он проехал более 39 миллионов эксплуатационных миль и продемонстрировал выдающуюся эксплуатационную надежность благодаря усовершенствованиям, внесенным в рамках программы полной комплексной модернизации двигателя (TIGER).

      Реклама

      Двигатели, разработанные Honeywell, с 1953 года находятся в авангарде авиационных двигателей, определяя технологический прогресс в области местной, международной, сельскохозяйственной и военной авиации, и современные двигатели поддерживают эту традицию.Высокопроизводительные и мощные двигатели Honeywell надежны, проверены временем, требуют меньше обслуживания благодаря простой и прочной конструкции, работают в самых суровых условиях и отличаются низким расходом топлива. Непрерывные программы усовершенствования Honeywell привели к созданию двигателей, обеспечивающих большую мощность при меньшем расходе топлива. Эти улучшения увеличивают дальность полета и грузоподъемность в более широком диапазоне операций как для гражданских, так и для военных операторов: по конкурентоспособной цене. Газотурбинный двигатель Honeywell AGT1500

      ОХЛАДИТЕЛЬ M1 ABRAMS TANK ENGINES

            Целью разработки танковых двигателей всегда было «больше мощности».То Танк M1A1 Abrams с его революционным газотурбинным двигателем был разработан для борьбы с массированной советской бронетехникой в ​​стремительном кровопролитном противостоянии. Экономия топлива не имела значения, так как танки базировались менее чем в 100 милях от противника. Эти танки — большое достояние, но их необходимо модернизировать для экспедиционных и городских операций, заменив их газотурбинный двигатель на дизельный двигатель, обеспечивающий четыре основных преимущества:   

       

      #1 Газовая турбина топливный боров

      Газотурбинный двигатель обеспечивает непревзойденное ускорение, но потребляет много топлива. Оценки разнятся, но средний боевой (не средний крейсерский) из разных источников составляет около трех галлонов. за миля (не мили на галлон). Это примерно в три раза больше, чем аналогичные дизельные двигатели. Дизельный двигатель с трехкратной топливной экономичностью мог бы утроить дальность полета танков Abrams. Abrams отлично смотрится на трассе. пустыне на большой скорости во время учений мирного времени, но на большей части земной поверхности это нецелесообразно. Мудрые танкисты обычно продвигаются вперед с постоянной скоростью. темп, чтобы не попасть в засаду.

      Армия США провела пару высокоскоростных танковых атак в Ираке, но результаты эти редкие столкновения были бы такими же, если бы Танки «Абрамс» двигались медленнее. Меньшая общая тактическая скорость была бы компенсирована лучшей оперативной скоростью. скорость, напр. если бы танкам не нужно было останавливаться и ждать дозаправки. В течение Операция ПУСТЫНЯ STORM, VII корпусу армии США пришлось остановиться и дождаться заправки грузовиков для жаждущих «Абрамсов». танки в критический момент, и большая часть иракской республиканской гвардии смогла уйти.В идеале, более надежные экономичные дизельные двигатели будут также уменьшить потребность в тягачах с прицепами для перевозки танков на театре военных действий, как это было сделано в Саудовской Аравии.

            В Германия, топливо было перевезено с близлежащей топливной базы. В экспедиционных операциях топливо, возможно, придется прибыть из Калифорнии. Это делает большой разница, если три нефтяных танкера необходимы для заправки газотурбинных танков для бронетанковая дивизия каждая неделю, или всего один танкер на дивизию с дизелями.С топливо должно быть доставлено, газотурбинному дивизиону требуется три раз больше бензовозов, и по одной цистерне в неделю только для того, чтобы обеспечить горючее дополнительные грузовики. Тогда есть солдаты и оборудование, необходимое для разгрузки и хранить топливо, и в три раза больше материально-технического обеспечения для в три раза больше грузовика водителей и в три раза больше автослесарей.

      #2 Инфракрасная сигнатура газовой турбины огромный

            Инфракрасная технология добился квантового прогресса в течение трех десятилетий с момента создания «Абрамса».Газ Абрамс Турбинный двигатель выдает 1000 градусов тепла, в четыре раза больше, чем дизель. двигатели. В результате они могут быть обнаружены и нацелены на гораздо большее расстояние. нужно гораздо больше времени, чтобы остыть, когда танку нужно спрятаться. Кроме того, это позволяет противнику легко отличить большой яркий шлейф танка Абрамс от грузовика или любого другого двигатель.

           Это стало большей проблемой с новые боеприпасы с инфракрасным наведением. Многие современные противотанковые ракеты, артиллерийские и минометные снаряды используют инфракрасные датчики для обнаружения двигателей. Очевидно, что бак, производящий в четыре раза больше тепла, имеет в четыре раза больше шансов привлекают внимание и подлетающие боеприпасы. Танк Абрамс столько производит тепла, что его, вероятно, можно было бы уничтожить с тыла пикирующим реактивным самолетом стрельба зенитными ракетами с тепловым наведением.

      #3 Нагрев двигателя ограничивает Abrams в поддержка городских операций

          Нагрев двигателя вызывает проблемы в тактике танков/пехоты против укрепленных районах и в городской местности.Стандартная тактика для танков ползти вперед, взрывая все, что движется, в то время как пехота следует сзади и сзади сверху танков для защиты их уязвимых верхних, фланговых и тыловых районов. М-60 у танков даже есть стандартная телефонная трубка снаружи, чтобы командиры пехоты могли разговаривать с танкистами. Любой боевик, выскочивший из двери, окна или отверстия, был быстро расстрелян этой командой.

            Однако Абрамс выбрасывает из своей задней части тепло на 1000 градусов по Фаренгейту, что делает это невозможным. чтобы пехотинцы следовали сзади или ехали сверху.Поскольку американские военные осознал необходимость подготовки к боевым действиям в городских условиях, он должен признать это проблема.

      #4 Газотурбинный двигатель очень дорого

            Большой секрет в армии США заключается в том, что газотурбинная установка Абрамса дорога в обслуживании и заменять. Армия выделяет 25% своего годового бюджета на содержание всех наземные боевые комплексы к газотурбинным двигателям Абрамса, а остальные 25% к остальным танка.Дизельные двигатели намного дешевле, надежнее и требуют меньше обслуживания.

      Танк M1A3 — ключ к будущему армии США

           Стало модным заявлять «танк сдох». Это неверно, ни одна система вооружения не может обеспечить более непосредственного огня прямой наводкой, чем бак. Баки необходимы для городских операций и для промывки закрепившихся пехотинцев. Однако танки имеют меньшее значение на современном поле боя, особенно на открытой местности, где господствует авиация. Танковые батальоны устарели, поместив 58 танков (сейчас 45) в сплошной танк батальон перебор. Армейская «тяжелая» (например, крупная битва) броня/механизм дивизии должны сбросить примерно треть своих танков, примерно до 100 танков в каждой.

            В целом армия США должна планировать Программа модернизации M1A3 для около 2000 танков, в том числе в Нацгвардии и на передовых позициях акции. Армия накопила 8000 танков серии М1, большинство из них излишки. и хранится на складе.Армия должна утилизировать 6000 таких танков и разобрать их на миллиарды долларов на запчасти. Армия не должна заключать выгодные контракты для выполнения этой задачи, ей нужно только поставить несколько сотен избыточных танков «Абрамс» возле каждой тяжелой дивизии и скажи механикам, чтобы они брали все, что им нужно.

      Дизельные двигатели должны быть установлены в рамках программы модернизации M1A3. Выбор дизельный двигатель прост, поскольку двигатель Perkins CV12 (слева) рассчитан на Для полевой артиллерии Crusader армии США было выбрано 1500 л.с. системы, или Detroit Diesel мощностью 1500 л.с., который приводит в действие израильские танки Merkava. быть купленным.Однако американская промышленность производит множество двигателей меньшего размера. который армия может выбрать для еще большей эффективности использования топлива.

      Установка другого двигателя на танки Abrams 2000 года будет недешевой, но может быть в сочетании с многолетней программой модернизации. Армейская модернизация M1A2 программа является дорогостоящей катастрофой, стоимость которой составляет 6 миллионов долларов США для некоторых электронных обновлений для КАЖДОГО Танк Абрамс. Программа M1A3 с дизельным двигателем, улучшенная вторичная вооружение, орудийные щиты, GPS, командирский тепловизор, экстерьер телефон, крыша резервуара и капитальный ремонт продления срока службы должны стоить меньше, чем по миллиону долларов каждый, и Армия немедленно начала бы копить деньги с топливо для обучения и расходы на техническое обслуживание двигателя.

           Газотурбинный двигатель казался хорошей идеей в 1970-х, но мир изменился; ни одна армия мира не приняла на вооружение ГТУ двигатель для танков. Вообще-то немцы производят дизель MTU для предполагаемая продажа M1A1 в Турцию. Танк M1A2 — отличный танк, но M1A3 был бы намного лучше для будущих операций.

      Карлтон Мейер редактор [email protected]ком

      2001 www.G2mil.com

      Обновление

      Армия отреагировала на эту идею утроить расход бензина для своих танков. игнорировать его, и теперь предложил газотурбинные двигатели для своего Crusader артиллерийское орудие. я только что нашел Пресс-релиз General Dynamics от 31 марта 2000 г. об испытаниях танк М1А2 с дизельным двигателем. Танки М1А2 хотят продать турки, но они слишком умны, чтобы хотеть ГТД.Общий Dynamics сочла тесты успешными и объявила: «The танк движется так же как и стандартный танк с турбиной без разницы в обнаружении цели, идентификации или точности основного орудия. Тестирование подтверждает что характеристики танка не меняются от дизельного двигателя и что он значительно более низкие эксплуатационные расходы».

            A Май 2001 г. исследование Совета по оборонным наукам «Более эффективные боевые действия за счет Снижение нагрузки на топливо» отметили, что топливо составляет 70% тоннажа груза. необходимо для позиционирования армии США в бою.В исследовании говорится, что если M1A1 танки были на 50% более экономичными, наращивание войны в Персидском заливе могло иметь на 20% быстрее, а сухопутные войска готовы к бою на месяц раньше. Они отметил, что топливо, доставляемое океанскими танкерами, стоит всего около 1 доллара за галлон в порту, но транспортировка по суше может привести к увеличению стоимости до 50 долларов за галлон.

      Письма

      Модернизация дизельного двигателя M1

      Мне очень понравилась ваша статья о возможной модернизации M1A3, и я должен сказать, что Я согласен с вами почти полностью.С чем я не согласен, так это с тем, что вы скажем, что двигатель мощностью менее 1500 л.с. (например, упомянутый вами двигатель мощностью 1050 л.с.) может быть принят для танка, подобного M1. я не верю что танк такой тяжелый поскольку M1 помогает это снижение скорости и ускорения. Шведский Leopard 2/Strv 122 с его 12-цилиндровым дизельным двигателем MTU мощностью 1500 л.с. расход дизельного топлива по сравнению с остальными танками во время Hellenic Tank Столкновение… Вы знаете, где греки сравнивали современные ОБТ…

            1050 л.с. – это слишком мало, я думаю. Помимо этого, вы тоже приводите веские доводы представить M1 дизельному сообществу. Я также согласен с вашими рассуждениями о городская война. Тесное взаимодействие с собственной пехотой необходимо для достижения безопасного проход для всего агрегата. Это было доказано во время последних учений моего батальона. где мы боролись со сценарием FIBUA… Танковые роты изрядно побили прежде чем они смогли пройти. Это во многом из-за отсутствия ближней пехоты служба поддержки.

      Питер Эрикссон
      [email protected]
      http://home.swipnet.se/танки

      Дизельный переключатель не так прост

      Решение купить танк с газотурбинным двигателем было политическим решением. Армия намеревалась выбрать версию GM с дизельным двигателем. Тем не менее, в одиннадцатом часу, DepSecDef, по-видимому, приказал армии Sec отменить решение и выбрать версию Chrysler с газовой турбиной двигатель. Вы можете вспомнить, что в то время Крайслер был в серьезном кризисе. финансовые затруднения. Действительно, спорно, что если бы Chrysler не впоследствии продать свою танковую часть General Dynamics за 650 миллионов долларов, они может быть
      обанкротился.

      Что касается переделки М1 на дизель, то не так быстро.Когда М1 впервые выставили на вооружение в Германии, были серьезные проблемы с работоспособностью в зимние месяцы из-за парафинизации дизельного топлива, которая закупорила турбину топливные фильтры двигателя. Армейское решение проблемы заключалось в переходе на использование JP-8, который стал доступен в то время благодаря усилиям ВВС и армейской авиации для ликвидации JP-4. Армия теперь управляет почти всем своим Оборудование TO&E на JP-8.

      Тем не менее, переход на танк с дизельным двигателем, на мой взгляд, предполагает еще одна конверсия топлива, так как дизельный танковый двигатель, безусловно, работал бы лучше работает на дизельном топливе.Таким образом, цена покера — не просто двигатель. программу замены, но и преобразование значительной части армии и Нефтяная инфраструктура Агентства материально-технического обеспечения обороны / запасы топлива военного резерва как хорошо. Сколько мест морской пехоты США вы предлагаете отказаться, чтобы заплатить за это?

      Стив Блисс
      БГ, США (в отставке)

      Ред.Неплохо подмечено, но для перехода на дизельное топливо потребуются годы, поэтому оно должно стоить недорого с долгосрочное планирование. Кроме того, военные запасы могут быть сокращены, если топлива нужно меньше, а дизеля сразу экономят на топливе затраты на обучение. Лучший способ решить проблему нехватки единиц CSS — это снизить требования к CSS.

       

            Я был удивлен, что никто из солдат не возмутился моим аргументом сократить действующую службу солдатам платить за дополнительные стратегические переброски, хотя некоторые отмечали, что можно найти много штаб-квартиры и базовой рабочей силы.Соединенные штаты. Морским пехотинцам также нужно больше транспорта, особенно десантных кораблей и гидросамолетов, так что я бы вырезал из морских пехотинцев 20 000 тел, чтобы заплатить за них.

       

      Гибридные танковые двигатели

            Отличная статья по замене бака турбины двигатели с дизелем. Вы также считали, что выгоды, которые вы упомянутое может быть улучшено еще больше за счет использования гибридного дизель-электрического двигателя. двигатель? Как вы, наверное, знаете, гибридный двигатель использует обычный двигатель. (дизельные, бензиновые, поршневые, роторные, турбинные и др.) вместе с электродвигателем чтобы помочь во время пиковых требований к мощности, питаясь от батарей, которые постоянно подзаряжается двигателем.

      http://www.ott.doe.gov/hev/hev.html

           В этой конфигурации дизельному двигателю требуется только иметь размер, соответствующий требованиям к крейсерской мощности, и может работать все время на его наиболее эффективная скорость или полностью отключаться на холостом ходу, что приводит к значительная экономия топлива. Гибридный электрический двигатель также может работать в электрическом режиме, принося не только инфракрасный, но и акустический подписи почти до нуля.Мы не говорим о журавле в небе технологии будущего. Гибридные двигатели используются уже более 100 лет. начиная с первых пароэлектрических автомобилей и особенно с подводных лодок. Армия в настоящее время рассматривает гибридный Hummer по многим из тех же причин.

      Эрик Леван

      Эд. Я думаю, что гибридный Hummer — отличная идея, и он готов к производство; он был разработан DARPA не армия или морская пехота.Я не уверен, какой размер батарей необходимо управлять 70-тонным танком, а на это потребуются годы «исследование», которое в армии является любимым способом отсрочить изменения. Я бы сказал, что нужно продвигаться вперед с проверенными планами модернизации дизельных двигателей, пока исследую гибрид.

      Diesel Engine Expert

      Преимущество дизеля в танке, рассчитанном на одного, реально, но есть еще одна проблема при дооснащении семейства M1, которую вы не в состоянии решить. адрес.Самый маленький дизельный двигатель с мощностью и скоростью, достаточными для привода этой главной боевой танк значительно крупнее и тяжелее турбины. Чтобы чтобы поместиться в шасси, чем-то придется пожертвовать, наверное боезапас и запас топлива, новая подвеска, новая трансмиссия, другая окончательная диски и т. д.   Подробные исследования, проведенные BMY для DOA в 1980-х годах. в том числе пробные посадки привели к огромному списку изменений. И был несовершеннолетний выпуск воздушного транспорта, который ограничен 70 тоннами, вес действующей М1А2.В конце концов, затраты перевесили преимущества.

      Тем не менее, новейшая дизельная технология предлагает преимущества, и это должно можно установить современный технологический движок, что является серьезным улучшением. Дизельизация танков также значительно упростит вопросы логистики для армии, заставив все свои машины работать на одном топливе, дизельном топливе. После все, все М88, М2, М109, М992, Хаммеры, грузовики и т.д. дизели. На самом деле, M1, которые в настоящее время эксплуатируются в Ираке, скорее всего, используют дизельное топливо (с пониженными характеристиками) для упрощения проблем с поставками.А также дизель купить дешевле, чем JP-8. Также есть мажор преимущество в бою способности дизеля сидеть на холостом ходу с небольшим количеством топлива потребление, в то время как M1 должен отключиться для экономии топлива. Когда М1 был впервые выставленные на вооружение, подразделения обнаружили, что M1 может продержаться в бою один день. условиях до заправки, тогда как M60 может работать от 3 до 4 дней. Если колонны были застигнуты врасплох, мог бы отреагировать работающий на холостом ходу дизель М1 в то время как агрегат с газотурбинным двигателем должен все еще запускаться.Ведь единственный другой Первый в мире боевой танк класса — британский Challenger 2. дизель.

      И последнее замечание. Министерству обороны можно также указать, что турбина двигатель является основным загрязнителем, выбрасывая NOx, CO и всякие неприятные вещи в воздухе. Может быть, вы можете получить один или два обнимателя деревьев, чтобы помочь. После всего, большинство армейских машин окрашены в зеленый цвет.

      Собираемся ли мы менять М1 А3 на дизель? Возможно нет. Должен мы? да.

      Джеймс Барендс

      Российский танк Т-80: одна гигантская ошибка или настоящий убийца?

      Конечно, Т-14 «Армата» — это круто, а про серию Т-80 слышали? На бумаге, по крайней мере, это наносит серьезный удар.

      Венцом Т-80 стал многотопливный газотурбинный двигатель. В некотором смысле это был успех. Вместо типичной советской ошибки, когда с конвейера съезжали явно маломощные танки, Т-80 в стандартной комплектации поставлялся с очень мощным двигателем мощностью 1250 лошадиных сил под капотом.

      Чрезвычайно маневренный Т-80 был, пожалуй, самым маневренным советским танком из когда-либо созданных, и имел очень высокое соотношение веса и мощности.

      Согласно некоторым источникам, в случае войны с НАТО Т-80 смогли бы добраться до Ла-Манша менее чем за неделю — всего за пять дней — если бы они только могли поддерживать свои линии снабжения и сумели бы не бежать закончилось топливо.

      Но была одна большая проблема. Т-80 жрали больше бензина, чем Хаммер твоего сумасшедшего дядюшки Рика. Их расход топлива был огромной логистической проблемой.

      Однако в тандеме с производственными мощностями в России, на украинских предприятиях была разработана другая версия Т-80 — но с более традиционным дизелем. Несмотря на то, что традиционная дизельная альтернатива была менее гибкой с точки зрения логистики, чем многотопливный газотурбинный двигатель, и с немного меньшей выходной мощностью, традиционная дизельная альтернатива означала, что Т-80 украинской разработки имели гораздо более высокую топливную экономичность.

      Эти украинские Т-80 продолжают модернизировать и даже экспортировать на Кипр и в Пакистан и составляют ключевую часть бронетехники Украины.

      Свечи чеченские римские

      Серия Т-80 впервые участвовала в масштабных боях во время Первой чеченской войны, хотя их использование и потери остаются спорными.

      Относительно компактные, Т-80 не особенно подходят для ведения боя в городских условиях, отчасти из-за их длинной нависающей основной пушки, которая менее маневренна в тесных городских условиях.

      Т-80 в Грозном понесли необычно большие потери для того, что рекламировалось как современный, боеспособный основной боевой танк.Частью проблемы были защитники Грозного. Сообщается, что многие из защитников были ветеранами советско-афганской войны, опытными ветеранами, а не молодыми, неопытными добровольцами.

      Из чего и состояла часть экипажей танков Т-80 — молодых срочников, плохо обученных. В годы после распада Советского Союза российское военное финансирование было весьма незначительным. В результате пострадали подготовка и готовность.

      Проблема обучения усугублялась тем фактом, что многие Т-80, по-видимому, не были оснащены вставками динамической защиты (ERA), которые теоретически могли бы защитить их от гранатометов и других противотанковых средств.

      несбыточные мечты

      Еще одной проблемой были мощные — но опасные газотурбинные двигатели.

      Незадолго до Второй мировой войны российские военные наблюдатели заметили, что в стычках с Японией их бензиновые танки понесли огромные потери из-за катастрофических взрывов, вызванных возгоранием бензиновых двигателей после непрямых попаданий.

      Это конструктивное соображение привело к сильной зависимости от менее взрывоопасных и более безопасных двигателей на дизельном топливе.К несчастью для экипажей Т-80 в Грозном, это соображение было забыто, а ряд катастрофических взрывов был перекодирован.

      Новая жизнь?

      Несмотря на уязвимости серии Т-80 — и значительные потери — они остаются на вооружении как Украины, так и России, где модернизация брони и систем управления огнем, вероятно, позволит им работать еще долгие годы. Кто сказал, что серия Т-80 ушла в историю?

      Калеб Ларсон — обозреватель газеты The National Interest.Он имеет степень магистра государственной политики и занимается вопросами безопасности США и России, вопросами европейской обороны, а также политикой и культурой Германии.

      Турбоиспытательная машина FV200 — Энциклопедия танков

      Великобритания (1954 г.)


      Испытательный автомобиль — 1 построен

      В 1954 году британцы из C.A. Parsons Ltd. вошли в историю. На публичном показе бронетехники представили странного вида серебристый безбашенный корпус танка. Этот автомобиль был первым в мире. Внутри моторного отсека находился новый экспериментальный газотурбинный двигатель.

      Автомобиль был испытательным стендом, служащим для иллюстрации будущей возможности установки газотурбинного двигателя на бронетранспортере. Другие страны, особенно нацистская Германия во время Второй мировой войны, рассматривали турбинные технологии в танках, но именно этот британский танк должен был войти в историю как первая в мире бронированная машина, приводимая в движение газотурбинным двигателем. Однако, несмотря на доказательство того, что технология работала, проект завершился без принятия на вооружение британской армией, и только через поколение появился шведский танк Strv 103 «S-Tank», а затем американский M1 Abrams или советский T-. 80, что этот тип двигателя будет использоваться в серийных автомобилях.

      В испытательной машине Turbine использовался модифицированный корпус FV200. Он вошел в историю в 1954 году, став первым в мире бронетранспортером с газотурбинным двигателем. Фото: Издательство «Танкоград»

      FV200

      После Второй мировой войны Военное министерство (W.O.) рассмотрело будущее танковой части британской армии. В 1946 году было упразднено обозначение «А», использовавшееся на таких танках, как «Черчилль» (А.22) и «Комета» (А.34). Номер «А» был заменен номером «Боевая машина» или «ФВ».В попытке упорядочить танковые силы и прикрыть все базы было решено, что военным нужны три основных семейства машин: серии FV100, FV200 и FV300. FV100 будут самыми тяжелыми, FV200 будут немного легче, а FV300 будут самыми легкими. В то время как серии FV100 и 300 были отменены, разработка FV200 продолжалась, поскольку предполагалось, что в конечном итоге он заменит Centurion.

      Серия FV200 включала в себя проекты машин, которые выполняли различные роли, от артиллерийского танка до инженерной машины и самоходных орудий (САУ).Только в последующие годы были изучены другие варианты использования шасси FV200, например, с бронированными эвакуационными машинами (БРЭМ) FV219 и FV222. Первым из серии FV200 был FV201, артиллерийский танк, разработка которого началась в 1944 году как «A.45». Наиболее известным представителем семейства FV200 является тяжелый артиллерийский танк FV214 Conqueror.


      FV201 (A45), первая машина серии FV200. Фото: Издательство «Танкоград»

      Фон

      Конструкция боевой бронированной машины обычно рассматривается как вращающаяся вокруг пирамиды факторов: огневой мощи, брони и подвижности.ББМ может полагаться на два из них, но не на все три. Например, тяжеловооруженный и бронированный танк пожертвует мобильностью, быстрый танк пожертвует броней и так далее. Идея установки газотурбинного двигателя на бронемашину заключалась в том, чтобы преодолеть эту «пирамиду». Если бы можно было разработать двигатель, обеспечивающий те же характеристики, но меньший вес, то можно было бы нести более толстую броню и более мощное орудие.

      Идею использования газотурбинного двигателя в ББМ отстаивал не кто иной, как отец британской реактивной авиации сэр Фрэнк Уиттл.Хотя самолеты с двигателями его конструкции — Gloster Meteor — к концу Второй мировой войны сражались с ракетами V1, он не был первым, кто разработал реактивный двигатель.

      Еще до Второй мировой войны нацистская Германия экспериментировала с реактивным двигателем. К концу войны Германия стала первой страной, активно применившей в боевых действиях реактивные самолеты, а именно Messerschmitt Me 262. В конце войны британцы захватили оборудование, документы и немецких ученых.С ними пришло понимание некоторых планов ББМ, которые немцы надеялись использовать в последние годы войны. Одним из этих планов был вариант Panzer с газотурбинным двигателем. Сообщается, что этот проект даже получил поддержку Ваффен СС.

      В конце 1948 года филиал Центра исследований и разработок боевых машин (F.V.R.D.E.), базирующийся в Чертси, подал отчет об этом немецком проекте турбины ББМ. Это привело к проекту по изучению возможности разработки газотурбинного двигателя для использования в будущих британских танках и бронетехнике.С этой целью в январе 1949 года был подписан контракт с компанией CA Parsons Ltd. из Ньюкасл-апон-Тайн на разработку этого нового газотурбинного двигателя. Было указано, что двигатель должен был развивать мощность 1000 л.с. при 15 ℃ (60 ℉) или 900 л.с. при 43 ℃ (110 ℉). Хотя в то время разрабатывались различные типы турбин, Парсонс выбрал простой циклический двигатель с центробежным компрессором, приводимым в движение одноступенчатой ​​турбиной в сочетании с двухступенчатой ​​«рабочей» турбиной.

      Турбинный двигатель

      Турбинные двигатели состоят из четырех основных компонентов; компрессор, камера сгорания, турбина и теплообменник.Проще говоря, все они работают в связке таким образом:

      Компрессор служит для сжатия воздушного потока, в свою очередь повышая температуру перед впрыском топлива. Роль камеры сгорания заключается в обеспечении непрерывного потока топлива в турбину при постоянной температуре.

      Совершенно очевидно, что турбина является сердцем этого типа двигателя. Турбина — это просто пропеллер, приводимый в движение ударяющей о него силой; в случае с этим двигателем это будет горячее испарившееся топливо.Основная турбина приводила в движение компрессор, а отдельная «рабочая» турбина передавала вращательный двигатель непосредственно на коробку передач.

      Теплообменник повышал температуру воздуха перед поступлением в камеру сгорания, уменьшая количество потребляемого топлива, доводя воздух до необходимой температуры. В отличие от обычных двигателей внутреннего сгорания, в которых перегрев отрицательно сказывается на производительности, для турбин верно обратное. Чем горячее он работает, тем больше выходная мощность.

      Простая схема, показывающая, как работает турбина. Авторская иллюстрация.

      Двигатель Парсонса

      К. А. Парсонс Лимитед. Btd., базирующаяся в Ньюкасл-апон-Тайн, Англия, была основана в 1889 году Чарльзом Алджерноном Парсонсом и быстро зарекомендовала себя как ведущий производитель парового турбинного оборудования для наземного и морского использования. Эта работа продолжилась при разработке газотурбинного двигателя, задуманного отделением электростанций FVRDE. Чтобы помочь с проектом, в группу разработчиков были назначены 5 немецких ученых из проекта конца Второй мировой войны.

      К сожалению, Парсонс не смог реализовать одно из преимуществ газотурбинного двигателя: вес. Было обнаружено, что в то время только с использованием более тонких материалов и менее легких сплавов можно было довести вес двигателя до веса, равного стандартному двигателю. В то время предполагалось, что стандартный двигатель будет весить около 4100 фунтов (1860 кг), а турбина — 5400 фунтов (2450 кг).

      Окончательный вариант турбины Парсонса получил номер модели «No. 2979’.Он отличался одноступенчатым центробежным компрессором с приводом от осевой турбины. Только диск турбины имел воздушное охлаждение. Меньшая «рабочая» турбина была двухступенчатой, осевого типа, которая работала вместе с компрессором. Был установлен редуктор для снижения числа оборотов рабочих турбин в минуту с 9960 до 2800 об/мин. Компания Lucas Ind. из Бирмингема предоставила топливный насос и блок управления соотношением воздух-топливо со встроенным дроссельным блоком. Чтобы рабочая турбина не превышала скорость при переключении передач, ее можно было механически соединить с турбиной компрессора.Это также обеспечивало торможение двигателем. При запуске турбина компрессора вращалась с помощью 24-вольтового стартера, а топливо воспламенялось факелом-воспламенителем. Остальная часть последовательности запуска была автоматической, начиная с нажатия кнопки запуска на новой приборной панели, изготовленной австрийской компанией Rotax.

      Транспортное средство

      Для испытаний было решено разместить двигатель в корпусе машины из серии FV200, а точнее прототипа «P7» (№ 07 BA 70) испытательного FV214 Conqueror.Корпус был одним из трех корпусов FV221 Caernarvon, построенных на Королевском артиллерийском заводе в Лидсе.

      «P7» (07 BA 70) в прошлой жизни как Conqueror Prototype, участвовавший в испытаниях подвижности в 1952-53 гг. Машина оснащена балластной башней Windsor, которая имитирует расчетный вес башни Conqueror. Фото: Издательство «Танкоград»

      Моторный отсек был модифицирован новой несущей конструкцией для удержания газотурбинного двигателя. Была введена стандартная пятиступенчатая коробка передач с рулевым управлением Merritt-Brown.Редукторный отсек корпуса пришлось удлинить, чтобы принять новый редуктор. То, что было боевым отделением, было полностью выпотрошено, чтобы освободить место для циклонного воздухоочистителя, состоящего из 192 циклонных блоков, смонтированных в 8 блоках по 24 блока. В боевое отделение также были введены два новых топливных бака вместе с хоумлитовым генератором. Это было необходимо, так как в турбине отсутствовал генераторный привод. Кабина водителя, которая осталась в передней правой части носовой части, практически не изменилась, за исключением добавления новой приборной панели с 29 отдельными циферблатами, датчиками и приборами, которые имели решающее значение для наблюдения за двигателем.

      Внутренний вид выпотрошенного моторного отсека внутри корпуса P7. Обратите внимание на новую опорную конструкцию, приваренную к полу корпуса, и трансмиссию в задней части. Фото: Завоеватель.

      Новый двигатель и циклонный воздушный фильтр также потребовали некоторой внешней модификации. Над боевым отделением/фильтровальным отсеком размещалась большая круглая плита с большим вентиляционным отверстием в крыше. Моторная палуба претерпела самые тяжелые модификации. Старая палуба, закрытая откидными жалюзи, была заменена тремя плоскими панелями, которые крепились болтами.На левой и правой панели было по 3 маленьких вентиляционных отверстия, а на центральной — одно большое. В задней части моторного отсека была построена более высокая секция с двумя вентиляционными отверстиями, чтобы обеспечить дополнительное пространство. На задней панели также был добавлен большой вентиляционный «короб», через который выходили выхлопные газы и избыточное тепло.


      Модифицированный корпус FV200, вид сзади. Обратите внимание на моторную палубу и круглую пластину над погоном башни. Фото: FineArtsAmerica

      Большинство других деталей корпуса остались прежними.Подвеска, гусеницы, крылья и система пожаротушения Horstmann были стандартными для автомобилей серии FV200. Небольшим дополнением как к левому, так и к правому крылу была складная лестница, расположенная над направляющим и звездочками. Это позволило испытательной бригаде легко масштабировать автомобиль. Необъяснимой особенностью испытательного автомобиля был второй люк, расположенный рядом с водителем. Этот люк был без двери, и неясно, было ли это оригинальной особенностью P7 или введено для испытаний.В целом автомобиль весил около 45 длинных тонн (45,7 тонны). Габаритные размеры корпуса остались прежними: 25 футов (7,62 м) в длину и 13,1 фута (3,99 м) в ширину.

      Испытания

      К 3 сентября 1954 года испытательная машина FV200 была готова к испытаниям на FVRDE в Чертси. Гонка должна была подготовить автомобиль к его первому публичному показу 30-го числа того же месяца. 4-го числа запустили двигатель и дали ему поработать 10 минут на холостом ходу. Он не разгонялся выше 2700 об / мин, и его приходилось выключать после того, как дроссельная заслонка застревала в открытом положении.К 9-му ремонт был сделан, и автомобиль отбуксировали на испытательный полигон FVRDE, готовый к первому ходовому испытанию. Своим ходом машина успешно выехала на трассу. Трогаясь с места на 4-й передаче при частоте вращения турбины 6500 об/мин, автомобиль успешно завершил полный круг трассы за 15 минут.

      Вид сзади на испытательный автомобиль FV200 до покраски. Фотографии: Издательство «Танкоград»

      Между 21 и 22 числами P7 снова проехал тот же круг, достигнув общего времени работы 2 часа 3 минуты.В целом машина работала хорошо, были только небольшие проблемы, которые легко устранялись. Иногда возникали проблемы с запуском, но оказалось, что это решается добавлением четырех дополнительных аккумуляторов. Первая крупная поломка произошла 23 числа. Водитель попытался переключиться с 4-й на 5-ю передачу, но она не включилась. Автомобиль был остановлен из-за того, что водитель пытался перевести его на 3-ю передачу. Вместо 3-й он включил заднюю передачу и заклинило. Затем автомобиль пришлось отбуксировать в мастерскую на месте для ремонта.

      К 27 числа ремонт был завершен. Были проведены статические и короткие дорожные проверки, которые показали, что автомобиль снова в полном рабочем состоянии. Все, что оставалось, это покрыть автомобиль свежим слоем серебряной краски для всеобщего обозрения.

      P7 вошел в историю, когда 30 сентября был продемонстрирован перед большой толпой военных и зрителей. Автомобиль работал без сбоев, но его не слишком сильно толкали, и он развил максимальную скорость всего 10 миль в час (16 км / ч). Во время испытаний транспортным средством управлял один человек, водитель, в сопровождении другого человека рядом с ним под таинственным люком.Какова была роль этого человека, неизвестно. 30-го числа к ним присоединились сотрудники FVRDE, сидевшие в задней части моторного отсека. Сотрудники, присутствовавшие в тот день, вспоминали, что толпа зрителей была явно впечатлена. Даже кинокомпания British Pathe присутствовала, чтобы записать демонстрацию.

      P7 во время публичного показа в FVRDE, Чертси, 30 сентября 1954 года. Обратите внимание на водителя слева и трех дополнительных пассажиров. Фото: Издательство «Танкоград»

      Результаты и дальнейшие испытания

      Общая продолжительность работы турбины

      Парсонса достигла почти 12 часов.В ходе испытаний до публичного показа 30 сентября включительно ускорение автомобиля было признано приемлемым. Однако замедление оказалось повторяющейся проблемой. Он был слишком медленным, из-за чего переключение передач могло давать сбои. Также выяснилось, что двигатель работает очень громко. Насколько громко, точно неизвестно, но было достаточно громко, чтобы оператору потребовались средства защиты органов слуха (как видно на видео дисплея 1954 года). Были предприняты попытки снизить уровень шума до 92 децибел или ниже.После публичного показа ходовые испытания были приостановлены, а двигатель снят с корпуса. Он был полностью разобран и перестроен с учетом новых модификаций.

      К 19 апреля 1955 года двигатель был переустановлен, и Р7 был готов к возобновлению испытаний. Несмотря на некоторые первоначальные неисправности, к 24 мая двигатель работал хорошо. Во время испытаний в этот день автомобиль успешно преодолел уклоны с уклоном 1:6 и 1:7 и успешно стартовал в гору.

      P7 проходит дорожные испытания с дополнительными инженерами на корпусе.Фото: Издательство «Танкоград»

      8 июня были проведены заключительные испытания турбины, состоявшие из холодного и теплого пусков. Дальнейшие испытания будут проводиться с использованием второго газотурбинного двигателя «No. 2983’. Это был улучшенный двигатель, в котором были устранены многие первоначальные проблемы с прорезыванием зубов, а мощность увеличилась до 910 л.с. Эта увеличенная мощность позволила бы балластировать P7, чтобы сравнить его характеристики с весом транспортных средств, находящихся в эксплуатации в то время. Последний отчет от C.A. Parsons поступил в апреле 1955 года.К марту 1956 года проект полностью взял на себя FVRDE. Оттуда, к сожалению, мы не знаем, что случилось с проектом турбины.

      После испытаний

      Как уже говорилось, мы не знаем, что случилось с P7 в первые годы после испытаний турбины. В какой-то момент в начале 1960-х P7 был превращен в динамометрическую машину и служил в Военно-инженерном экспериментальном центре (MEXE) в Крайстчерче, на южном побережье Англии. Строго говоря, это был не настоящий динамометр, а «активный» или «универсальный» динамометр, поскольку он мог приводиться в движение своей собственной силой или поглощать энергию.Стандартный динамометр — это просто средство измерения силы, момента силы (крутящего момента), мощности или любой их комбинации. Это динамометр шасси, поскольку он сам по себе использовал полную силовую передачу и в основном использовался не только для измерения мощности двигателя подключенного к нему агрегата, но и для калибровки указанного агрегата.

      Чтобы переоборудовать его для этой роли, был установлен новый дизельный двигатель, а над шасси была построена большая сварная балластная надстройка с большой застекленной кабиной спереди. К задней части транспортного средства было добавлено большое колесо на поворотном рычаге, которое использовалось для точного измерения расстояний — увеличенная версия «Колеса геодезиста».В какой-то момент оригинальные цельнометаллические гусеницы машины были заменены на резиновые гусеницы FV4201 Chieftain. Автомобиль также был окрашен в ярко-желтый цвет и получил новый регистрационный номер «99 SP 46».

      ’99 SP 46′, динамометрическая машина. Обратите внимание на колесо сзади. Фото: Издательство «Танкоград»

      Неясно, сколько времени машина находилась в эксплуатации до того, как была списана. Последнее использование автомобиля, однако, было интересным. Машина оказалась в Танковом музее в Бовингтоне.Однако он не был выставлен на обозрение, а превратился в ящик для комментариев рядом с автомобильной ареной музея. Для этого над кабиной динамо-машины была построена большая кабина. Так машина простояла несколько лет, пока не была списана в начале 2000-х.

      Машина в последний раз использовалась в качестве комментатора на арене Танкового музея в Бовингтоне. Фото: Public Domain

      Заключение

      P7 и двигатель C.A. Parsons вошли в историю в 1954 году. Испытания показали, что турбина действительно имеет место в качестве силовой установки британских тяжелых ББМ будущего.Несмотря на это, этот тип двигателя никогда не будет принят на вооружение британской армии. Даже сегодня основной боевой танк (ОБТ) британской армии Challenger 2 использует обычный дизельный двигатель внутреннего сгорания. Только с появлением таких танков, как Strv 103, более поздний M1 Abrams и Т-80, газотурбинный двигатель стал передовым двигателем ББМ.

      К сожалению, этого транспортного средства больше не существует. Несмотря на свою технологически важную историю, танк был отправлен на слом Танковому музею, что положило конец уникальной главе в истории британской военной техники.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены. Карта сайта