Зубов Е.А. - Двигатели танков (Из истории танкостроения), страница 15

Мощность, кВт (л.с.) Частота вращению, мин Число цилиндров, щт. Расположение цилиндров Угол развала цилиндров, ... Размерность Литраж, л Удельный расход топлива, г/(кВт ч) [г/(л.с..чЦ . Удельная мощность, кВт/л (л.с./л) Обьемная мощность, кВт/и (л.с./м ) 224 (165) 23,9 (32,5) 1059 (1440) 72 его базе семейства двигателя для ВГМ и народнохозяйственных машин. Для ВГМ легкой и промежуточной категорий по массе разрабатывались дизели ЗТД мощностью 184...235 кВт (250...320 л.с.), 4ТД мощностью 294...331 кВт (400...450 л.с.). Разрабатывался также вариант дизеля 5ДН мощностью 331...367 кВт (450...500 л.с.) для колесных машин.

Для транспортеров- тягачей и инженерных машин разрабатывался проект дизеля 6ДН мощностью 441...515 кВт (600...700 л.с.). Однако конструкторы ХКБД уделяли внимание и 4-тактным двигателям. Дизель 12ЧН. В 70-х годах по инициативе и с участием НИИД силами ХКБД и опытного производства завода были разработаны, изготовлены и испытаны образцы 4-тактного дизеля 12ЧН размерностью 15/16. Двигатель был создан в исключительно короткие сроки. Только через несколько лет аналогичный дизель был разработан германской фирмой МТ11. В этом двигателе были реализованы многие принципиальные конструкторские решения, подобные принятым в дизеле 12ЧЙ.

К сожалению, работы по двигателю 12ЧН по 3 ешению руководства страны (Д.Ф.Устинов и другие) ыли прекращены в связи с подключением ХКБД и завода к газ отурбинной тематике. На заводе начало формироваться новое производство для изготовления узлов ГТД. Спустя четыре года завод (и вновь сформированное производство) был снова переориентирован с газотурбинной тематики на,дизельную. Однако работы над двигателем 12ЧН возобновлены не были. Глава 4 СОЗДАНИЕ ТАНКОВЫХ ГАЗОТУРБИ Н Н ЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Из истории создания газовой турбины Дизельные двигатели, обладая сравнительно высокой топливной экономичностью и рядом других достоинств, имеют принципиальные конструктивные особенности, связанные с преобразованием возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала, а также с наличием сложных органов топливоподачи и газораспределения.

Их работа связана с высокими ускоениями движущихся деталей и, следовательно, с ольшими нагрузками и инерционными силами, порождающими сильные вибрации работающего двигателя. Еще на заре мировой инженерной мысли предпринимались попытки создать двигатель внутреннего сгорания, в котором лопастное колесо вращалось под б ействием непрерывного потока газа, поступающего с ольшой скоростью на лопасти (лопатки). Так, например, в 1791 г. англичанином Д.Барбером была подана заявка на получение привилегии (патента) на тепловой двигатель, работающий по принципу газовой турбины.

Теоретическое обоснование возможности создания газотурбинного двигателя было разработано более двухсот лет назад работавшим тогда в России ученым Леонардом Эйлером в его научном труде о струйной теории турбомашин. Первый в мире газотурбинный двигатель был спроектирован в 1897 г., а затем и изготовлен (1899 †19 гг.) инженером-механиком Российского флота П.Д.Кузьминским.

В 1902 г. американский инженер Мосс изготовил газо- турбинную установку, привод компрессора которой осуществлялся от паровой турбины. Наряду с газовыми, строились и паровые турбины, начавшие конкурировать с паровыми поршневыми машинами, так как мощность турбины (при близких массе и габаритах) была значительно выше мощности поршневой паровой машины. 7Ь Однако общий уровень развития техники того периода и, прежде всего, отсутствие жаропрочных материалов с требуемыми характеристиками еще длительное время не позволяли создать работоспособную газотурбинную силовую установку. Кроме того, тогда и не было острейшей потребности в таких дорогостоящих двигателях.

Но уже в Х1Х в, с началом широкого применения электрической энергии, бурно развивающаяся промышленность ощутила потребность в быстроходных приводных энергоагрегатах, так как громоздкие поршневые паровые машины уже не удовлетворяли предъявляемым требованиям. Осуществление многочисленных проектов газотурбинных двигателей было сопуяжено с большими трудностями по созданию жаростоиких и жаропрочных материалов для лопаток турбин, Изготовлялись турбины, в которых для снижения температуры лопаток соплового аппарата применялось водяное охлаждение, а нагревшаяся охлаждающая вода вдувалась затем в горючую смесь.

Так была устроена, например, турбина инженера Кертиса. В первых опытных газовых турбинах постоянного давления их мощности хватало лишь для привода собственного компрессора. Затем появились ГТД, работающие по принципу постоянного объема. В этих турбинах на сжатие воздуха в компрессоре требовалась уже значительно меньшая мощность. Разрабатывались также ГТД с несколькими камерами сгорания, с впускными и выпускными клапанами. В связи с периодйчностью процесса в турбине несколько снижался нагрев рабочих элементов. Все первые разрабатываемые ГТД предназначались исключительно для стационарных установок. В 1909 г. российский инженер Герасимов предложил использовать газовую турбину как турбореактивный двигатель постоянного давления.

Начиная с 1923 г., с помощью газовой турбины начал осуществляться турбонщщув на судовых и и тепловозных дизелях, что позволило значительно повысить мощность двигателя. Однако в 20-е годы еще многие специалисты признавали лишь весьма ограниченные возможности перспективыуазвития газовой турбины как двигателя для автономнои силовой установки. Многие вообще оценивали применение ГТД как бесперспективное направление в двигателестроении. Промышленность в то время 74 практически отказалась от газовой турбины в качестве автономного двигателя.

Но в то же время ряд энтузиастов- инженеров и ученых продолжали работать над совершенствованием теории и конструированием ГТД. В 1925 г. профессором В;М.Маковским был издан его труд «Опыт исследования турбин внутреннего сгорания». В середине 20-х годов в МВТУ им.Н.Э.Баумана— одном из первых высших учебных заведений нашей страны — была начата подготовка инженеров-.«, с"наветов. Академиками Н.Е.)Куковским и С.А.Чаплыгиным были выполнены работы, заложившие основы современной гидродинамической теории турбин.

В тот же период французскии инженер Гийома предложил выполнять таким образом турбинную часть установки, чтобы турбокомпрессор и силовая турбина были асположены на отдельных валах. Это уже был первый -вальный газотурбинный двигатель. Значительно активизировались работы по созданию ГТД в середине 30-х годов, когда авиационная техника потребовала принципиально новых силовых установок. Дело в том, что в авиации к середине 30-х годов начал отчетливо выявляться определенный предел мощности авиационного поршневого двигателя для привода винта, создающего тягу самолета. Самолеты бомбардировочной авиации с такими двигателями, например, практически достигли тех же скоростей полета, что и самолеты- истребители.

Для значительного увеличения скорости полета и достижения скорости, превышающей скорость звука, надо было искать новые решения по замене винтовой тяги самолета и его поршневого двигателя. Газовая турбина, несмотря на более низкую топливную экономичность по сравнению с поршневыми двигателями, оказалась пригодной для решения этой проблемы. В Германии, Англии, Франции и США широко развернулись работы по установке ГТД на самолеты.

Одними из первых авиационных ГТД были турбореактивные двигатели ЮМО-004 (фирмы «Юнкерс») и БМВ-003 (фирмы БМВ) . Германский самолет «Хейнкель-178» в 1939 г. был уже оснащен турбореактивным двигателем. Среди ученых и создателей первых ГТД в нашей стране наиболее известны имена В.М.Маковского, В.В.Уварова, А.А.Микулина, И.И.Кипиллова, Б.С.Стечкина, Г.И.Зотикова и др. Газотурбинныи двигатель совершил подлинную революцию, позволившую создать сверхскоростную и сверхвысотную авиацию в первой половине ХХ в.' Вскоре после окончания второй мировой войны появился и турбовинтовой авиационный двигатель.

В турбореактивном двигателе часть энергии сжатых газов идет на привод компрессора, а остаток ее превращается в выходном сопле в силу тяги. В турбовинтовом — турбина отбирает большую часть энергии для привода компрессора и воздушного винта самолета, а оставшаяся часть энергии (значительно меньшая), как и в турбореактивном двигателе, используется для создания силы тяги, помогающей винту. После того как ГТД за короткий срок стал основным двигателем авиации, он стал распространяться и в других областях.