Будущее - за ГТД

Полемика

В 1930-Е ГОДЫ конструкторы авиадвигателей шутили: "С хорошим мотором и забор полетит". С некоторой доработкой эту шутку легко переложить и на одну из основных проблем танкостроения - выбор двигателя.

Решение устанавливать на новом основном боевом танке (ОБТ) газотурбинный двигатель (ГТД) являлось не данью моде или поиском престижной работы для одного из ведущих КБ отрасли, а прежде всего объективной необходимостью оснащения бронированных машин прогрессивной энергоустановкой с набором новых качественных свойств. Это направление формировалось в военных научных кругах и обсуждалось на самом высоком уровне в течение ряда лет. В 1968 г. правительство СССР приняло постановление, в котором было сказано: "... Считать важнейшей государственной задачей создание танка с газотурбинным двигателем".

Только две страны - Россия и США, обладающие высоким научно-техническим и производственным потенциалом, - смогли создать и освоить серийное производство основных танков Т-80 и М1 "Абрамс" с ГТД.

В статье "А дизель все-таки лучше" ("НВО" # 23, 2001 г.) в виде отдельных фрагментов представлены этапы научно-технического поиска, сравнительных испытаний и выбора двигателя для Т-72. Но, к сожалению, здесь не выявляется, а негативно ретушируется значимое достижение отечественной военной техники - создание ГТД для Т-80. Между тем этот танк с принципиально новой энергоустановкой опередил зарубежные образцы ОБТ в среднем на пять лет. Публикация же в "НВО" подает дело таким образом, словно у транспортного ГТД нет преимуществ в сравнении с дизелем, а следовательно, и танк с ним не имеет будущего. В действительности все как раз обстоит наоборот.

ОСОЗНАННЫЙ И ПРАВИЛЬНЫЙ ШАГ

Преимущества и недостатки ГТД приводятся во многих источниках, изданных в 1960-1985 гг. и систематизирующих развитие теории и конструирования транспортных гусеничных машин. Причем недостатки этого двигателя, проецируемые на жесткие условия эксплуатации наземных боевых машин, казалось бы, полностью закрывали "прописку" ГТД на танке. И все-таки разработчики Т-80 под руководством генерального конструктора Николая Попова взялись за ГТД, отчетливо сознавая все предстоящие трудности адаптации этой энергоустановки к танку.

В результате была создана боевая машина с транспортным ГТД-1000Т мощностью 735 кВт (1000 л.с.), установленным в моторно-трансмиссионное отделение (МТО) объемом всего 2,8 куб. м. В то же время (1976 г.) Т-72 имел 780-сильный (573 кВт) дизельный двигатель В-46 и МТО в 3,1 куб. м. В настоящее время мощность ГТД танка Т-80У составляет 919 кВт (1250 л.с.) с тем же объемом МТО.

Одной из главных проблем стало обеспечение работы ГТД в условиях сильной запыленности. Технологи Омского завода транспортного машиностроения добились минимальных отклонений при изготовлении циклонного воздухоочистителя, каждый из которых испытывался на пылевом стенде на режимах, соответствующих условиям реальной эксплуатации. Было создано воздухозаборное устройство (ВЗУ), уменьшающее на порядок попадание пыли в воздухоочиститель двигателя.

Испытания танков полностью подтвердили правильность выбранного решения, при этом за счет ВЗУ танк Т-80 получил возможность преодолевать с ходу без предварительной подготовки броды глубиной до 1,8 м (Т-72 -1,2 м).

ОЧЕВИДНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Теперь об основных сравнительных показателях дизельного двигателя и ГТД.

К их числу следует прежде всего отнести габаритную мощность МТО, которая существенно влияет на общую массу танка, его удельную мощность и, следовательно, динамические качества. Достигнутая габаритная мощность, представляющая отношение мощности двигателя к объему МТО, для современных танков характеризуется следующими величинами: Т-80 с ГТД - 328 кВт/ куб. м, Т-72 с дизелем - 199 кВт/куб. м, М1 "Абрамс" с ГТД - 190 кВт/куб. м, "Леопард-2" с дизелем - 162 кВт/куб. м.

Габаритная мощность МТО дает наиболее полную оценку преимуществ и недостатков дизеля и транспортного ГТД, так как она кроме самого двигателя включает в себя оценки его вспомогательных систем, которые иногда разнятся по объему в десятки раз. Например, при одинаковой мощности объем радиаторов у танкового дизеля в 30 раз больше, чем у ГТД. Попытки создать в США дизель с ограниченным отводом тепла до настоящего времени успеха не имели, и нельзя ожидать решения этой проблемы в ближайшем будущем. Американская армия для танка следующего поколения выбрала ГТД LV-100. В настоящее время в США предусматривается выпуск 3600 таких двигателей, начиная с 2002 г. Они в четыре раза надежнее предыдущих ГТД AGT-1500, расходуют топлива на 35% меньше.

Кроме увеличения объема МТО громоздкие радиаторы дизеля создают еще одну проблему - они не могут быть в достаточной мере защищены от осколков из-за больших фронтальных размеров.

Говоря о защите, нельзя не упомянуть о возможности применения противником эффективных аэрозольных средств для нарушения смазочных свойств моторных масел. Для ГТД эти средства не представляют угрозы, поскольку контакт воздуха с маслом в нем ограничен.

Все специалисты по двигателям признают, что дизель никогда не будет иметь такой благоприятной характеристики изменения крутящего момента, как ГТД. Трансмиссия ОБТ с дизелем всегда будет сложнее трансмиссии танка с ГТД, потому что она должна обеспечивать большее количество передач, а также иметь гидротрансформатор. КПД подобной трансмиссии будет ниже из-за потерь в гидротрансформаторе.

Немаловажно и следующее. Осознание факта, что двигатель (ГТД) никогда не заглохнет на поле боя из-за несвоевременного перехода на пониженную передачу, оказывает большую моральную поддержку экипажу бронированной машины, а отсутствие необходимости часто переключать передачи в танке с ГТД снижает утомляемость механика-водителя.

Колонна танков с ГТД может совершать марш со средней скоростью до 50 км/ч, что подтверждено испытаниями в середине 1970-х гг.

Кстати, отечественный транспортный ГТД танка Т-80У многотопливный и работает на дизельном топливе, которое является основным.

С точки зрения запаса хода и путевого расхода топлива экономичность танка является параметром машины, а не двигателя.

На топливную экономичность оказывают влияние три важных фактора: уровень расхода топлива двигателем; затраты мощности на привод вспомогательных агрегатов; КПД трансмиссии.

Достижения последних лет по созданию жаростойких материалов лопаток турбин, совершенствование теплообменников, проточной части и системы управления, реализованные, например, в американском двигателе LV-100, а также отечественные достижения позволяют сделать другой вывод - новое поколение ГТД обеспечивает меньший путевой расход топлива в сравнении с дизелем.

Стоимость жизненного цикла двигателя в значительной мере определяется расходами на поддержание его в работоспособном состоянии. На современных танках текущее техобслуживание сведено к минимуму. Но у ГТД нет жидкостной системы охлаждения, а у дизеля есть, и ее надо обслуживать. Вдобавок на ГТД без теплообменника (танк Т-80У) требования степени очистки воздуха существенно ниже, поэтому применяется одноступенчатый необслуживаемый циклонный воздухоочиститель, а на дизеле необходимо через каждые 35-50 часов, а в особо пыльных условиях и чаще (через 8-12 часов) проводить трудоемкий комплекс работ по регенерации воздухоочистителя.

В ГТД отсутствует трение скольжения, поэтому при равной мощности двигателей система подачи и фильтрации масла ГТД намного компактнее и проще в техническом обслуживании.

Число топливных форсунок в дизеле всегда равно числу цилиндров, поэтому на танковом дизеле их обычно 10-12 штук, и каждая нуждается в обслуживании. Большинство же ГТД имеет всего одну топливную форсунку, обслуживание которой не вызывает затруднений.

Современные танковые ГТД состоят из трех-четырех модулей. Полевое обслуживание и ремонт, включая снятие и замену модулей, может быть выполнено с помощью небольшого количества ключей общего применения.

Дизельный двигатель в полевых условиях на части лучше не разбирать, потому что собрать его будет невозможно.

В ближайшее время следует ожидать еще одного скачкообразного улучшения топливной экономичности транспортных ГТД, потому что близки к завершению исследования ряда фирм США и Японии по применению керамических материалов для изготовления отдельных элементов проточной части ГТД. Это позволит ГТД получить еще более существенные преимущества перед дизелем.

СКРОМНЫЕ УСПЕХИ ДИЗЕЛЯ

Ведущие производители дизельных двигателей в Германии, Франции, США предпринимают попытки ликвидировать нарастающее отставание, но пока существенных изменений в лучшую сторону не происходит. Например, на французском танке "Леклерк" установлен новый дизельный двигатель системы "Гипербар", но он имеет в своем составе малоразмерную газовую турбину, благодаря которой и достигается рост его показателей.

Дизели, несомненно, и дальше будут совершенствоваться, но три особенности их конструкции, а именно: необходимость преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное, наличие трения скольжения на значительных поверхностях и нестационарность процесса горения топлива в цилиндре - не позволяют существенно улучшить достигнутые характеристики.

В настоящее время испытывается отечественный транспортный ГТД мощностью 1103 кВт (1500 л.с.). ГУП "Завод имени В.Я. Климова" разработаны технические предложения по дальнейшему повышению мощности ГТД (в тех же габаритах) до уровня 1323 кВт (1800 л.с.), что необходимо для динамичного развития новых систем вооружения, защиты и подавления противотанковых средств, без которых перспективный танк просто не состоится. Повышение же мощности отечественных танковых дизелей приостановилось на уровне 735 кВт (1000 л.с.). И, вероятно, главная причина этих скромных успехов в том, что танковый дизель в существующем конструктивном исполнении исчерпал возможности существенного улучшения своих характеристик.

Транспортный ГТД для танка вбирал и вбирает в себя весь богатый опыт конструирования и отработки технологий авиационных газотурбинных двигателей. В сложившихся экономических условиях при отсутствии массового выпуска ОБТ соотношение стоимостей изготовления малыми сериями одинаковых по мощности ГТД и дизеля, по нашему мнению, будет не в пользу последнего.

В заключение хотелось бы сказать еще вот о чем. Исследователи, разработчики техники, и в частности бронетанковой, должны доказывать свою правоту и правильность технической политики не газетными публикациями, а реализацией новых проектных разработок и испытаниями на полигонах. Статья в "НВО" необъективна, некомпетентна и тенденциозна, она формирует неверное представление о возможностях танка Т-80У и его экспортном потенциале. Не по-государственному это. Например, США на мировом рынке вооружений ведут активную рекламную кампанию по расширению экспорта "Абрамса" - танка с ГТД. Он приобретен Египтом, Кувейтом, Саудовской Аравией, проводится тендер на его поставку в Турцию. Российские Т-80У также начали экспортироваться в другие страны, они несколько лет успешно эксплуатируются на Кипре и в Южной Корее. Несмотря на жаркий климат и запыленность воздуха, отказов ГТД нет.

Отрадно, что заключен танковый контракт между Индией и Россией, а вот что касается танкового перевооружения мира, то давайте не будем торопиться с выводами.

Логика развития танковых энергоустановок определяет, что будущее - за газотурбинным двигателем.