Зубов Е.А. - Двигатели танков (Из истории танкостроения), страница 18

В 1967 г. в ОКБ В.Б.Михайлова был разработан аванпроект еще одного газотурбинного двигателя под индексом ГГД Т-2 мощностью 735 кВт (1000 л.с.) со степенью регенерации тепла в теплообменнике 0,72, с удельным расчетным расходом топлива 279 г/(кВт ч) ~205 г/л.с..ч)). Работы над этим двигателем были прекращены на стадии аванпроекта.

84 В апреле 1968 г. правительственным постановлением Челябинскому тракторному заводу было поручено создать газотурбинный двигатель для гусеничной машины легкой категории (по массе) типа БМП. Силами ОКБ в 1968 — 1969 гг. был разработан технический проект такого ГТД. Но при отсутствии необходимого технического задела сроки разработки и сдачи двигателя на межведомственные испытания (1970 г.) были сорваны. Газотурбинный двигатель ГТД Т-3.

В мае,1970 г. новым правительственным постановлением ОКБ-6 Челябинского тракторного завода было преобразовано в самостоятельное специальное конструкторское бюро СКБ «Турбина», которому и было поручено создать газотурбинный двигатель для БМП. Постановлением был установлен срок предъявления ГТД на межведомственные испытания — 1 кв. 1973 г.

Директором СКБ «Турбина» был назначен В.А.Федотов, главным конструктором В.Б.Михайлов, главным инженером Н.С.Пастушенко. НИИД (директор Л.И.Пугачев) было поручено принять участие в создании г 16Д в части проведения расчетных работ и стендовой отработки отдельных узлов. Новый газотурбинный двигатель получил наименование ГТД Т-3. Он был выполнен по 2-вальной схеме, с силовой турбиной низкого давления, имеющей регулируемый сопловой аппарат. Предусматривалось применение стационарного теплообменника.

Максимальная мощность ГТД Т-3 составляла 338 кВт (460 л.с.), удельный расход топлива — 300 г/(кВт.ч) 1220 г/(л.с. ч)1. Максимальная температура газа перед турбиной составляла 1213 К. Центробежный одноступе~- чатый компрессор имел частоту вращения 35000 мин обеспечивая степень повышения давления воздуха 4,0.

Турбина компрессора была выполнена осевой. В теплообменнике обеспечивался козффициент регенерации тепла 0,77. Осевая, силовая турбина развивала частоту вращенид 30000 мин 1. В дгигателе имелась одна противоточная трубчатая камера сгорания. Частота вращения выходного вала едуктора составляла 3320 мин ПР рименение регулируемого соплового аппарата силовой турбины позволяло существенно улучшить топливную зкономичность двигателя, особенно на режимах частичных нагрузок (увеличение удельного расхода топлива на режиме № = 0 5 № а«х составляло всего 6 — 7'/), улучшало запуск и приемистость, а также обеспечивало возможность торможения машины двигателем.

85 В конструкции ГТД Т-3 была предусмотрена возможность запуска его с буксира за счет блокировки на время запуска валов турбокомпрессора и силовой турбины. На двигателе были предусмотрены фланцы для крепления вентилятора и масляного насоса, что позволяло создать единый блок, состоящий из двигателя, трансмиссии и систем силовой установки БМП. Проведенные в то время расчеты и конструкторские проработки показали, что улучшение топливной экономичности ГТД такого класса мощности может быть получено путем увеличения коэффициента регенерации тепла за счет применения вращающегося теплообменника, что позволяло на ГТД Т-З, при его параметрах, снизить. удельный расход топлива на 27...34 г/(кВт ч) 120...25 г/(л.с. ч)].

Однако созданию эффективного вращающегося теплообменника в тот период препятствовало отсутствие в стране отработанной технологии изготовления стеклокерамических матриц и материалов для уплотнения полостей такого теплообменника. Двигатель ГТД Т-3 прошел предварительные пробеговые испытания на БМП-1 (главный конструктор А.А.Благон авов). омпоновка газотурбинного двигателя имела преимущество по сравнению с серийным дизелем УТД-20, позволяя сдвинуть в машине моторную перегородку почти на один метр, улучшить расположение экипажа и десанта.

В ходе испытаний двигателя ГТД Т-3 на БМП на полигоне Курганского машиностроительного завода были определены технико-экономические и динамические показатели машины. Отмечено, что при переднем расположении МТО не так остро проявляется необходимость высокой очистки воздуха от пыли. В процессе проведения доводочных работ над ГТД Т-3 наиболее серьезными проблемами оказались: высокий удельный расход топлива (а значит, и большой путевой расход на БМП-1), нестабильность параметров двигателя по мере возрастайия его наработки (на стенде через 30...50 ч работы параметры двигателя резко ухудшались), ряд конструкторских дефектов, вызывающих деформации, поломки и износ деталей, нарушение герметичности сварных швов (особенно в зоне теплообменннка), низкое качество изготовления деталей, сборки узлов и двигателя в целом.

В результате мероприятий, проведенных СКБ «Турбина» и институтами отрасли в период 1973 †19 гг., двигатель ГГД Т-3 в конце 1975 г. 8б спешно прошел заводские 300-ч стендовые испытания. М ежведомственных испьгганий этот ГТД не проходил. Дальнейшие работы по ГТД Т-3 были прекращены. Основной причиной такого решения можно, считать отсутствие реальных производственных мощностей в отрасли промышленности по изготовлению газотурбинных двигателеи и нецелесообразность значительных капитальных затрат на создание новых мощностей по производст-' ву ГТД, не показавшего существенных преимуществ перед дизелями такой же мощности.

В разработке двигателей ГТД-700 и ГТД Т-3 наиболее активное участие принимали сотрудники ОКБ-6 Челябинского тракторного завода (а с 1970 г. — СКБ «Турбина») В.Б.Михайлов (главный конструктор), Х.Й.Шварцман (зам.главного конструктора), Л.С.Вольмир, Н.Ф.Строков, Л.А.Поздеев, А.В.Баулькин, Е.А.Миллер, П.Б.Коган, В.С.Коробченко и др. Активное участие в работах принимали сотрудники НИИД: Д.А.Портнов, Н.И.Рудаков, С.И.Погодин, В.И.Гайгеров, Н.И.Троицкий, С.Н.Рыбкин, С.М.Металликов, Е.И.Боков, А.З.Хусид и др. Разработку силовой установки БМП с примейением ГТД Т-3 осуществляли конструкторы СКБ Курганского машиностроительного завода А.А.Благонравов (главный конструктор), В.И.Лузин, Н.И.Усенко, А.В.Дубровских, Б,А.Губенскии и др.

Большой объем работ был выполнен во ВНИИтрансмаш. В них участвовали: В.С.Старовойтов, В.Б.Проскуряков, Г.И.Рыжков, В.А.Иванов, В.В.Антонов, А.П.Поковский, В.С.Дубов, С.А.Сусаров, ' Ю.А.Соколов, .В.Сиволобов, М.А.Храпко и др. Газотурбинный двигатель ГТД-1000Т. Опыт работ по двигателям ГТД-350Т, ГТД-700, ГТД Т-3 позволил коллективу завода им.В.Я.Климова перейти в 1968 г. к созданию специального танкового газотурбинного двигателя мощностью 735 кВт (1000 л.с.), Эскизный проект этого двигателя был выполнен в январе — мае 1968 г., а рабочий проект — в ноябре 1968 г.

Двигатель получил наименование ГТД-1000Т (рис.10). Первые три образца ГТД-1000Т были изготовлены в декабре 1968 г. Для этого 3-вального двигателя была принята наиболее известная и апробированная схема— без теплообменника, с температурой газа перед турбиной 1240 К н степенью повышения давления воздуха в компрессоре 10,0. При достаточно высоких коэффициентах полезного действия узлов двигателя такое решение позволяло обеспечить удельный расход топлива 87 326 г/(кВт ч) [240 г/(л.с.

ч)1, а также упрощало систему запуска двигателя, так как для этого требовался стартер меньшей мощности. Центробежный компрессор был выполнен 2-каскадным, что обеспечивало устойчивую работу в широком диапазоне режимов без применения поворотных лопаток, перепуска воздуха и другой какой- либо сложной механйзации. Рис.10. Газотурбиииый двигатель ГТД-1000Т Одноступенчатая силовая турбина имела регулируемый сопловой аппарат, позвоняющий исключить чрезмерное увеличение частоты вращения силовой турбины при переключении передач и обеспечить возможность эффективного торможения танка двигателем. Тормозная мощность ГТД-1000Т составляла 50% от максимальной полезной мощДости. С самого начала доводки двигателя ГТД-10ООТ основное внимание уделялось непосредственно пробеговым испытаниям его в танке, для чего около 70% всех изготовленных в период доводки образцов испытывались непосредственно в танках. Это обстоятельство позволяло быстрее определить дефекты, которые не смогли выявить при стендовых испытаниях.

В процессе доводки былй подвергнуты изменениям оба каскада компрессора, силовая турбина, элементы соплового аппарата. Камера сгорания и выхлопной патрубок соответствовали расчетным данным и поэтому в ходе доводки практически не менялись. Большое внимание было уделено обеспечению герметичности газо воздушного тракта.

После проведения изменений, в ходе стендовых испытаний пяти двигателей в 1969 г. были получены следующие характеристики ГТД-1000Т (на режиме максимальной мощности): Мощность, кВт (л.с.) .............. 735 (1000) Удельный расход топлива, г/кВт ч 1г/л.с. ч1 326 — 350 (240 — 257) Температура газа перед турбиной высокого давления, К......... 1240 Частота вращения ротора высокого давления, мин 36850 Частоту вращения ротора низкого давления, мин 26600 Оптимальная частота вращения силовой турбины, мин 22600 Степень повышения давления воздуха в компрессоре Расход воздуха двигателем, кг/с ......

9,02 4,1 Наиболее сложными проблемами, с которыми столкнулись разработчики ГТД-1000Т, явились: обеспечение надежнои и устойчивой работы двигателя в запыленной среде, использование дизельного топлива и бензина, запуск при низких температурах (без разогретых танковых аккумуляторных батарей), обеспечение температурного режима моторно-трансмиссионного отделения танка.