Так уж сложилось, что почти все ОБТ (основные боевые танки) мира имеют дизельный двигатель. Есть только два исключения: Т-80У и «Абрамс». Какими соображениями руководствовались советские специалисты, создавая знаменитую «восьмидесятку», и каковы перспективы этой машины в настоящее время?

Как все начиналось?

Впервые отечественный Т-80У увидел свет в 1976 году, а в 1980 году свой «Абрамс» сделали американцы. До сей поры только Россия и США имеют на вооружении танки с газотурбинной силовой установкой. Украину в расчет не принимают, потому как там на вооружении стоят исключительно Т-80УД, дизельный вариант знаменитых «восьмидесяток».

А начиналось все в 1932 году, когда в СССР было организовано конструкторское бюро, принадлежавшее Кировскому заводу. Именно в его недрах зародилась идея о создании принципиально нового танка, оснащенного газотурбинной силовой установкой. Именно от этого решения зависело, какой вид топлива для танка Т-80У будет использоваться в дальнейшем: обычный дизель или керосин.

Знаменитый конструктор Ж. Я. Котин, работавший над компоновкой грозных ИСов, в свое время задумался о создании еще более мощных и лучше вооруженных машин. Отчего же он обратил свое внимание на газотурбинный двигатель? Дело в том, что он замыслил создать танк массой в пределах 55-60 тонн, для нормальной подвижности которой требовался мотор мощностью не менее 1000 л. с. В те годы о таких дизелях приходилось только мечтать. Оттого-то и появилась мысль о привнесении авиационных и кораблестроительных технологий (то есть ГДТ) в танкостроение.

Уже в 1955 году началась работа, были созданы два перспективных образца. Но тут выяснилось, что инженеры кировского завода, до того создававшие только двигатели для судов, не в полной мере поняли технологическое задание. Работа была свернута, а потом и вовсе прекращена, так как Н. С. Хрущев полностью «запорол» все разработки тяжелых танков. Так что в то время появиться танку Т-80У, двигатель которого по-своему уникален, было не суждено.

Впрочем, огульно обвинять Никиту Сергеевича в этом случае не стоит: параллельно ему были продемонстрированы и перспективные дизельные моторы, на фоне которых откровенно сырой ГТД смотрелся весьма малообещающе. Да что там говорить, если «прописаться» на серийных танках этот двигатель сумел лишь к 80-м годам прошлого столетия, да и сегодня к таким силовым установкам у многих военных отношение не самое радужное. Нужно отметить, что тому есть вполне объективные причины.

Продолжение работ

Все изменилось после создания первого в мире ОБТ, коим стал Т-64. Вскоре конструкторы поняли, что на его базе можно сделать еще более совершенный танк… Но сложность заключалась в жестких требованиях, выдвинутых руководством страны: он должен быть максимально унифицирован с существующими машинами, не превышать их габаритов, но при этом иметь возможность использоваться в качестве средства для «рывка к Ла-Маншу».

И тут все снова вспомнили о ГДТ, так как родная силовая установка Т-64 уже тогда требованиям времени решительно не соответствовала. Именно тогда Устинов принял решение о создании Т-80У. Основное топливо и двигатель нового танка должны были способствовать его максимально высоким скоростным характеристикам.

Возникшие сложности

Огромная проблема заключалась в том, что новую силовую установку с очистителями воздуха требовалось как-то вместить в стандартное МТО Т-64А. Более того, комиссия требовала блочной системы: проще говоря, нужно было двигатель сделать так, чтобы при капитальном ремонте можно было извлечь его целиком и заменить новым. Не тратя, разумеется, много времени на это. И если с относительно компактным ГТД все было сравнительно просто, то система воздухоочистки доставила инженерам массу головной боли.

А ведь эта система крайне важна даже для дизельного танка, не говоря уж о его газотурбинном аналоге на Т-80У. Какое топливо бы ни использовалось, лопатки турбинной установки моментально облепятся шлаком и развалятся, если поступающий в камеру сгорания воздух не будет в должной мере очищен от загрязняющих его примесей.

Следует помнить, что все конструкторы двигателей стремятся к тому, чтобы воздух, попадающий в цилиндры или рабочую камеру турбины, был очищен от пыли на 100 %. И понять их нетрудно, так как пыль буквально пожирает внутренности мотора. По сути, она действует как мелкий наждак.

Опытные образцы

В 1963 году небезызвестным Морозовым был создан опытный экземпляр Т-64Т, на который был установлен газотурбинный движок, обладающий весьма скромной мощностью в 700 л. с. Уже в 1964 году конструкторы из Тагила, работавшие под руководством Л. Н. Карцева, создали куда более перспективный мотор, который мог выдать уже 800 «лошадей».

Но конструкторы, как в Харькове, так и в Нижнем Тагиле, столкнулись с целым комплексом сложнейших технических проблем, из-за которых первые отечественные танки с ГТД смогли появиться только в 80-х годах. В конечном итоге действительно неплохой движок получил только Т-80У. Вид топлива, используемый для его боепитания, также выгодно отличал этот мотор от ранних прототипов, так как танк мог использовать все виды обычного дизельного горючего.

Мы не случайно расписывали пылевые аспекты выше, так как именно проблема качественной очистки воздуха стала наиболее сложной. У инженеров был большой опыт в разработке турбин для вертолетов… но движки геликоптеров работали в постоянном режиме, а вопрос пылевой загрязненности воздуха на высоте их работы вообще не стоял. В общем-то, работы были продолжены (как ни странно) только лишь с подачи Хрущева, бредившего ракетными танками.

Наиболее «жизнеспособным» был проект «Дракон». Для него был жизненно необходим двигатель повышенной мощности.

Опытные объекты

В общем-то, ничего удивительно в этом не было, так как для таких машин важна была повышенная подвижность, компактность и пониженный силуэт. В 1966 году конструкторы решили пойти другим путем и представили на суд публики опытный проект, сердцем которого стали сразу два ГТД-350, выдающие, как нетрудно понять, 700 л. с. Силовую установку создали в НПО им. В. Я. Климова, где к тому времени было достаточно опытных специалистов, занимавшихся разработкой турбин для летательных аппаратов и кораблей. Именно они по большому счету и создали Т-80У, двигатель которого для своего времени был действительно уникальной разработкой.

Но вскоре выяснилось, что даже один ГТД - штука сложная и довольно капризная, а уж их спарка и вовсе не имеет абсолютно никаких преимуществ перед обычной моноблочной схемой. А потому к 1968 году было издано официальное постановление правительства и Министерства обороны СССР о возобновлении работ над одиночным вариантом. К середине 70-х годов был готов танк, который впоследствии стал известен всему миру под обозначением Т-80У.

Основные характеристики

Компоновка (как и в случае с Т-64 и Т-72) классическая, с задним расположением МТО, экипаж - три человека. В отличие от предыдущих моделей, здесь мехводу дали сразу три триплекса, которые значительно улучшали обзор. Даже столь невероятная для отечественных танков роскошь, как подогрев рабочего места, здесь был предусмотрен.

Благо что тепла от раскаленной турбины было в достатке. Так что Т-80У с газотурбинным двигателем вполне оправданно является любимцем танкистов, так как условия работы экипажа в нем куда комфортнее, если сравнивать эту машину с Т-64/72.

Корпус изготавливается методом сварки, башня литая, угол наклона листов составляет 68 градусов. Как и в Т-64, здесь была использована комбинированная броня, составленная из броневой стали и керамики. Благодаря рациональным углам наклона и толщине танк Т-80У обеспечивает повышенные шансы выживания экипажа в самых сложных боевых условиях.

Имеется также развитая система защиты экипажа от оружия массового поражения, в том числе и ядерного. Компоновка боевого отсека практически полностью аналогична таковой на Т-64Б.

Характеристики машинного отсека

Конструкторам все же пришлось расположить ГТД в МТО продольно, что автоматически вылилось в некоторое увеличение габаритов машины по сравнению с Т-64. ГТД был выполнен в виде моноблока массой 1050 кг. Его особенностью было наличие особого редуктора, позволяющего снимать максимум возможного с мотора, а также сразу две коробки передач.

Для питания использовались сразу четыре бака в МТО, общий объем которых составляет 1140 л. Следует заметить, что Т-80У с газотурбинным двигателем, топливо для которого запасается в таких объемах, - довольно «прожорливый» танк, который потребляет в 1,5-2 раза больше горючего, чем Т-72. А потому и размеры баков соответствующие.

ГТД-1000Т создан с использованием трехвальной схемы, имеет одну турбину и два независимых компрессорных агрегата. Гордость инженеров - регулируемый сопловый агрегат, который позволяет плавно управлять оборотами турбины и значительно повышает ее эксплуатационный ресурс Т-80У. Какое топливо при этом рекомендуется использовать для продления долговечности силового агрегата? Сами разработчики говорят, что наиболее оптимален для этой цели качественный авиационный керосин.

Так как силовой связи между компрессорами и турбиной попросту нет, танк может уверенно двигаться по грунтам даже с очень плохой несущей способностью, причем двигатель при этом не заглохнет даже при резкой остановке машины. А чем «питается» Т-80У? Топливо для его мотора может быть разным…

Турбинная установка

Основным достоинством отечественного газотурбинного двигателя является его топливная всеядность. Может работать на любом типе солярки, низкооктановом бензине, предназначенном для автомобилей. Но! Т-80У, топливо для которого должно лишь обладать сносной текучестью, все же очень чувствителен к «нелицензионному» горючему. Заправка не рекомендованными видами топлива возможна только в условиях боевой обстановки, так как влечет за собой существенное снижение ресурса двигателя и лопаток турбины.

Запуск мотора осуществляется за счет раскрутки компрессоров, за что отвечают два автономных электромотора. Акустическая заметность танка Т-80У значительно ниже его дизельных собратьев как за счет характеристик самой турбины, так и за счет особым образом расположенной системы выхлопа. Кроме того, машина уникальна тем, что при торможении используются как так и сам движок, за счет чего тяжелый танк останавливается практически мгновенно.

Как это осуществляется? Дело в том, что при одиночном нажатии на педаль тормоза лопатки турбины начинают вращаться в противоположном направлении. Процесс этот дает огромную нагрузку на материал лопаток и всей турбины, а потому он контролируется электроникой. Из-за этого при необходимости резкого торможения следует сразу же утапливать педаль газа полностью. При этом в работу сразу включаются гидравлические тормоза.

Благодаря САУР износ лопаток удалось сократить минимум на 10 %, а при грамотной работе педалью тормоза и переключении передач механик-водитель может снизить на 5-7 %. Кстати, а какой для этого танка основной вид топлива? Т-80У в идеальных условиях должен заправляться но подойдет и качественная солярка.

Системы очистки воздуха

Был использован циклонный очиститель воздуха, обеспечивающий 97 % удаление из всасываемого воздуха пыли и других инородных примесей. К слову сказать, у «Абрамса» (за счет нормальной двухступенчатой очистки) этот показатель близок к 100 %. Именно по этой причине топливо для танка Т-80У - тема больная, так как расходуется его значительно больше, если сравнивать танк с его американским конкурентом.

Оставшиеся 3 % пыли оседают на лопатках турбины в виде запекшегося шлака. Чтобы его удалить, конструкторы предусмотрели автоматическую программу вибрационной очистки. Следует заметить, что к воздухозаборникам можно подключать специальное оборудование для подводного вождения. Оно позволяет преодолевать реки глубиной до пяти метров.

Трансмиссия танка стандартная - механическая, планетарного типа. Включает две коробки, два редуктора, по два гидравлических привода. Имеется четыре скорости вперед и одна назад. Опорные катки обрезиненные. Гусеницы также имеют внутреннюю Из-за этого танк Т-80У имеет весьма недешевую ходовую часть.

Натяжение осуществляется за счет механизмов червячного типа. Подвеска комбинированная, в ее состав входят как торсионы, так и гидравлические амортизаторы на трех катках.

Характеристики вооружения

Основное орудие - пушка модели 2А46М-1, калибр которой равен 125 мм. Точно такие же пушки ставились на танки Т-64/72, а также на небезызвестное самоходное противотанковое орудие "Спрут".

Вооружение (как на Т-64) было полностью стабилизировано в двух плоскостях. Опытные танкисты говорят, что дальность прямого выстрела по визуально наблюдаемой цели может достигать 2100 м. Боекомплект стандартный: осколочно-фугасные, подкалиберные и кумулятивные снаряды. А автомате заряжания одномоментно может находиться до 28 выстрелов, еще несколько могут быть расположены в боевом отделении.

Вспомогательным вооружением являлся 12,7-миллиметровый пулемет «Утес», но украинцы уже давно ставят любое схожее вооружение, ориентируясь на требования заказчика. Огромным недостатком пулеметной установки является тот факт, что стрелять из нее может только командир танка, причем для этого ему в любом случае приходится покидать заброневое пространство машины. Так как начальная баллистика пули 12,7 мм очень схожа с таковой у снаряда, важнейшим предназначением пулемета является также пристрелка орудия без затрат основных боеприпасов.

Боеукладка

Механизированная боеукладка была размещена конструкторами по всему периметру обитаемого объема танка. Так как немалую часть всего МТО танка Т-80 занимают баки с топливом, конструкторы ради сохранения объема были вынуждены разместить горизонтально только сами снаряды, тогда как метательные заряды стоят в барабане вертикально. Это очень заметное отличие «восьмидесяток» от танков Т-64/72, в которых снаряды с вышибными зарядами располагаются горизонтально, на уровне катков.

Принцип работы основного орудия и заряжающего устройства

При поступлении соответствующей команды барабан начинает вращаться, попутно подводя выбранный тип снаряда к плоскости заряжания. После этого механизм стопорится, снаряд и вышибной заряд досылаются в орудие при помощи закрепленного в одной точке досылателя. После выстрела гильза автоматически захватывается специальным механизмом и помещается в освободившуюся ячейку барабана.

«Карусель» заряжания обеспечивает темп стрельбы не ниже шести-восьми выстрелов в минуту. Если автомат заряжания выходит из строя, зарядить орудие можно вручную, но сами танкисты считают такое развитие событий нереалистичным (слишком сложно, муторно и долго). На танке используется прицел модели ТПД-2-49, независимо от орудия стабилизированный в вертикальной плоскости, позволяющий определять расстояние и наводится на цель при дальностях 1000-4000 м.

Некоторые модификации

В 1978 году танк Т-80У с газотурбинным двигателем был несколько модернизирован. Основным нововведением стало появление ракетного комплекса 9К112-1 "Кобра", стрельба из которого производилась ракетами 9М112. Ракета могла поразить бронированную цель на расстоянии до 4 километров, причем вероятность этого была от 0,8 до 1 в зависимости от характеристик местности и скорости движения цели.

Так как ракета полностью повторяет габариты стандартного 125-миллиметрового снаряда, она может располагаться в любом лотке заряжающего механизма. Этот боеприпас «заточен» исключительно против бронетехники, боеголовка только кумулятивная. Как и обычный выстрел, конструктивно ракета состоит из двух частей, совмещение которых происходит при стандартной работе механизма заряжания. Наводится она в полуавтоматическом режиме: наводчик первые секунды должен прочно удерживать рамку захвата на атакуемой цели.

Наведение или оптическое, или по направленному радиосигналу. Чтобы максимизировать вероятность поражения цели, наводчик может выбрать один из трех полетных режимов ракеты, ориентируясь на боевую обстановку и окружающую местность. Как показала практика, это полезно при атаке бронетехники, защищенной активными системами противодействия.

Поскольку легким танкам того времени было трудно соперничать с полевой артиллерией в мощности огня, и броня их была недостаточна для защиты от артиллерийских снарядов, известный изобретатель Леонид Васильевич Курчевский предложил установить на танк реактивный двигатель — с тем, чтобы быстро преодолеть простреливаемое артиллерией предполье и приступить к уничтожению вражеской пехоты в ее окопах. Расчет был на то, что вражеская артиллерия не станет стрелять по своим собственным позициям и солдатам.

Идея понравилась, и уже в 1929-1930 годах появляется проект реактивной танкетки Т-21. Она имела экипаж из двух человек, броню 13 мм, в конструкции использовались узлы танков Т-18 и Т-17. Проект был отклонён из-за недостаточной скорости.

Тогда в качестве базы для экспериментов был выбран легкий танк Т-27 (советская копия танкетки Карден-Ллойд, Mk.IV Carden-Loyd). Ее шасси было более приспособлено для развития высокой скорости. В передней части корпуса находилась трансмиссия, в средней части - двигатель и в задней части - экипаж, состоящий из 2 человек (механика-водителя и командира). Танкетка была снабжена четырёхтактным четырёхцилиндровым карбюраторным двигателем жидкостного охлаждения Форд-АА (ГАЗ-АА) мощностью 40 л.с., который сам по себе, без использования реактивного двигателя, не мог придать машине большой скорости, но позволял сохранить подвижность после выработки реактивного топлива. Трансмиссия (заимствовалась у грузового автомобиля Форд-АА/ГАЗ-АА) механическая, состояла из сухого однодискового сцепления и четырёхступенчатой КПП с задней передачей. Будённый был против наличия задней передачи, поскольку красные танкисты не должны отступать — но вносить изменения в автомобильную КПП не стали, а Буденного успокоили тем, что в реактивном двигателе никакого заднего хода нет, и когда топливо загорится — танкисты смогут ехать только вперед, на врага.

Благодаря мелкозвенчатой цепи цевочного зацепления с открытым шарниром, двум направляющим колёсам заднего расположения с кривошипным механизмом натяжения гусеницы, 12 опорным каткам с наружной амортизацией и двум большим ведущим колёсам переднего расположения цевочного зацепления шасси машины было неплохо приспособлено для высоких скоростей движения.

Аэродинамика танкетки на высоких скоростях была проверена путем подвески под бомбардировщиком ТБ-3 и последующими полетами:

После испытаний аэродинамика была сочтена приемлимой, недостаточная стабильность траектории была парирована установкой горизонтального стабилизатора в задней части бронированной рубки (см.фото в заголовке), после чего на танкетку установили пороховой реактивный двигатель конструкции Курчевского:

Реактивный двигатель находился посередине танка внутри рубки, все части двигателя, кроме сопла, были закрыты броней. Полигонные испытания новая машина выдержала и была допущена к войсковым, но последние дали отрицательные результаты. Хотя танкетка и развивала огромную скорость, практически летела над полем, не обращая внимания на неровности грунта, реактивный двигатель, находящийся между водителем и командиром, сильно разогревался, вызывая невыносимую жару в боевом отделении.

Альтернативное решение предложил изобретатель Павел Игнатьевич Гроховский — по его схеме, пара реактивных двигателей должна была быть установлена снаружи танка, по бортам:

Точнее, пара реактивных двигателей конструкции Гроховского должны были быть установлены по бокам башни плавающего танка Т-37, а на танкетке Т-27 двигатель предполагался один — на крыше, между люками мехвода и командира. По расчетам Гроховского, танк Т-37 с двумя реактивными двигателями должен был выйти на глиссирование и очень быстро пересечь водную преграду, не давая противнику себя утопить сосредоточенным огнем, ну а танкетка Т-27 должна была, как и у Курчевского, быстро достичь окопов противника.

Рассматривался и проект снабжения реактивными двигателями Гроховского только что появившегося тогда «автострадного танка» БТ-2. Два реактивных двигателя на прессованном бездымном порохе крепились по бортам корпуса БТ-2 на надгусеничных полках, а их запуск осуществлялся из боевого отделения в том случае, если танк попадал под огонь артиллерии противника и ему надо было быстро выйти из-под огня.

Как бы там ни было, но дальше всех продвинулись работы по созданию реактивного танка на базе Т-27. В КБ ленинградского завода «Большевик» был создан так называемый «дуплекс», состоявший из собственно реактивного танка Т-27Р и машины его огневой поддержки Т-27М, которая, хотя и имела гораздо более низкую скорость, зато была вооружена пушкой и перевозила в специальной гусеничной тележке сменные пороховые заряды к реактивному двигателю:

Перевозка пороховых зарядов во внешней тележке позволяла обезопасить танк при их возгорании из-за попадания горячих осколков или зажигательных пуль.

Была также предпринята попытка установить на танк Т-27Р вместо порохового двигателя Курчевского ЖРД разработки ГИРД (конструкторы Цандер и Вевер):

Использование ЖРД, установленного снаружи бронекорпуса, решило проблему перегрева боевого отделения. Однако смерть Ф.А.Цандера 28 марта 1933 года, последующая чехарда в ГИРД вокруг его наследия, и затем произошедшие репресии не позволили преемнику Цандера С.П.Королёву завершить эти многообещающие работы.

Тем не менее, в августе 1936 года реактивная танкетка была показана представителям командования РККА (в том числе и Тухачевскому) и произвела хорошее впечатление. Было принято решение об организации её крупномасштабного производства. Тухачевский даже добился создания учебного фильма «Реактивная танкетка» для пропаганды нового оружия, причём сценарий к фильму он написал сам.

Опробование двигателя реактивной танкетки Т-27Р:

По странному стечению обстоятельств, тогда же в августе 1936 года последовали первые аресты военачальников в рамках Большой «чистки» Вооружённых сил: были арестованы комкоры В. М. Примаков и В. К. Путна. 10 мая 1937 года Тухачевский был переведён с поста первого заместителя наркома обороны на должность командующего войсками Приволжского военного округа. 22 мая он был арестован в Куйбышеве, 24 мая перевезён в Москву, 26 мая после очных ставок с Примаковым, Путной и Фельдманом дал первые признательные показания.

Леонид Васильевич Курчевский был арестован в том же 1937 году по обвинению в создании неперспективных систем вооружений по заданию Тухачевского и 25 ноября 1937 года приговорён к высшей мере наказания.

Королёв был арестован 27 июня 1938 года по обвинению во вредительстве, после ареста работавшего над проектом реактивного танка Ивана Терентьевича Клеймёнова и других работников Реактивного института.

Павел Игнатьевич Гроховский арестован 5 ноября 1942 года. Умер в 1946 году в заключении; реабилитирован в 1957 году посмертно.

Случайны ли все эти совпадения? Или каким-то могущественным силам мировой закулисы было необходимо не допустить появления у РККА СССР такого могучего оружия, как реактивный танк? Вряд ли мы узнаем правду в ближайшие годы — ведь материалы по реактивному танку Т-27Р (как, впрочем, и по подводному танку Т-27ПХ, а также телеуправляемой боевой машине ТТ-27) засекречены до сих пор.

Основной боевой танк Т-80У «Объект 219АС»

"Объект 219СБ1"

История создания

В 70-е годы ХКБМ была проведена большая работа по совершенствованию серийного танка Т-64Б включавшая установку нового дизеля 6ТД-1 мощностью 1000…1200 л.с. и повышению характеристик системы управления вооружением.

Было разработано новое боевое отделения, которое затем без изменений было принято и для установки на танке Т-80У. Танк Т-80У конструктивно отличался от серийного танка Т-64Б в основном двумя особенностями:

Применением опорных катков с внешней ошиновкой (вместо катков с внутренней амортизацией);

Установкой газотурбинного двигателя (ГТД) вместо дизельного двигателя.

Компоновка танка Т-80У аналогична принятой на Т-64 и основана на наработках по его модернизации.

Танк Т-80 с ГТД возник как альтернатива танку Т-64 с двухтактным дизельным двигателем (5ТДФ).

Поэтому конструктор Н.С. Попов был категорически против установки двигателя 6ТД-1 в танк Т-80 даже в качестве резервного варианта. Танк Т-80 принятый на вооружение в 1976 г., постоянно совершенствовался, но основные разработки новейших достижений по защите, управлению вооружением осуществлялись в ХКБМ, разработки же конструкторов «Спецмаш » были в основном заняты проблемами интеграции ГТД в конструкцию танка и обеспечения ее работоспособности.

В начале 80-х годов влияние сторонников газотурбинной силовой установки в высших рядах правительства, включая первых лиц государства. С целью унификации танкового парка было принято решение о производстве на заводе им. Малышева (Харьков), Ленинградском кировском заводе и заводе омском заводе «Октябрьской революции» основного танка Т-80У. Решение принималось без достаточной научной и экономической базы и основывалось на мнениях ряда влиятельных государственных деятелей СССР, в первую очередь Д. Ф. Устинова и Н.С. Попова, при поддержке ряда влиятельных государственных деятелей.

Время создания Т-80У- 1979...1990.

Основной проблемой Т-80и его модификаций оставался высокий расход топлива, превышавший расход у дизелей равной мощности в 1,5…1,7 раза.

В конце 70-х, начале 80-х годов ЛНПО им. Климова активно работало над созданием двигателя ВГТД-1000ФМ со сниженным расходом топлива, для производства этого двигателя велось строительство нового завода в Харькове.

Но решаемые задачи были слишком сложными, двигатель не выдерживал испытаний. Негативные результаты испытаний явились основной причиной неоднократных переносов сроков официального предъявления двигателя на приемочные испытания. По этой причине не был он предъявлен и в июле 1983 года - очередной установленный срок, который такжене был выдержан.

Даже перед самыми большими сторонниками ГТД встал вопрос: в каком направлении двигаться дальше?

Стало очевидным, что дальше упорствовать в доводке ВГТД-1000ФМ нет смысла. В Харькове считали, что надо прекратить работы по ГТД и приступить к организации серийного производства двигателя 6ТД-1 мощностью 1000 л.с. Но это бы означало поражение сторонников ГТД, а в эту аферу были втянуты первые лица государства.

Для обсуждения создавшегося положения было собрано совещание в ЦК КПСС, где было решено на заводе им. В. А. Малышева организовать производство модернизированного двигателя ГТД-1100Ф, выпускаемого Калужским опытным моторным заводом, форсированного до 1200- 1250 л.с.

По удельному расходу топлива ГТД-1100Ф проигрывал двигателю ВГТД-1000ФМ. Указанные предложения вскоре были официально утверждены постановлением № 604-137 от 11.06.84 г.

Затраченные средства на проектирование и изготовление оснастки для экономичного ВГТД-1000ФМв объеме примерно 30% первоначальной стоимости, изготовление и доводку двигателя и танка с ним выброшены на ветер . Выброшены на ветер миллиарды рублей.

Началась новая гонка - теперь по модернизированному двигателю ГТД-1100Ф, который существенно отличался от предыдущего двигателя ВГТД-1000ФМ.

Переход на новый двигатель существенно облегчал задачу его доводки в ЛНПО им. В.Я. Климова, так как он базировался на серийном двигателе, но усложнил задачу заводу им. В.А. Малы-шева, так как построение произ-водственных линий нужно было начинать с нуля. Время показало, что серийное производство Т-80У с ГТД-1250 быстро наладить не удалось. Первые два двигателя были предъявлены на приемочные испытания в апреле 1985 года и показали невысокий ресурс. С указанными двигателями, выпущенными Калужским опытным моторным заводом, заводом им. В. А. Малышева была изготовлена установочная партия танков Т-80У в количестве 45 шт. Таким образом, завод имени В.А. Малышева приступил к реализации Постановления ЦК КПСС.

На этом производство танков с ГТД в Харькове закончилось. Обстановка начала изменяться после смерти Д.Ф. Устинова 20 декабря 1984 г. 23 января 1985 г. С уходом Д. Ф. Устинова изменилось и мнение многих сторонников ГТД, занимавших высокие посты.

Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 02.09.85 г. № 837-249 принят на серийное производство с формулировкой «Танк Т-80У с двигателем 6ТД». Но существовало Постановление об освоении на предприятии «Завод имени В.А. Малышева» танка Т-80У с ГТД.

Результаты сравнительных испытаний танков Т-80У с двигателями ГТД и 6ТД-1 мощностью 1000 л.с. были доложены представителями 38 НИИ БТВТ. Танк с двигателем 6ТД-1 не уступал по своим характеристикам танку с ГТД, а по показателям расхода топлива был значительно более экономичным.

Из сборочного цеха 27 декабря 1987 года ушел последний танк Т-64. Это было прощание с целой эпохой, оставившей глубокий след в отечественном танкостроении. Его место занял танк Т-80УД .

Несмотря на то, что Т-80У с ГТД был принят на вооружение раньше, его производство реально началось только в конце 80-х годов.Крупносерийное производство танка Т-80У с более мощным двигателем ГТД-1250 началось 1990 г. Было внедрено также устройство защиты силовой установки от перегрева и меры улучшения по топливной экономичности. Даже с этими мерами Т-80У не достиг уровня экономичности по топливу танка с двигателем 6ТД-1.

На период середины 90-х годов МТО с ГТД мощностью 1250 л.с. было отработано для серийного производства и обеспечивало требуемый уровень надежности, поставлялось на экспорт. Принципиального решения вопроса топливной экономичности в серийном производстве ГТД в достигнуто не было.

Тем не менее при отсутствии реальных альтернатив в виде современных и мощных дизелей серии В2 и 2В в России на данный момент развитие и модернизация ГТД может быть перспективной.

Огневая мощь

Как и все отечественные танки, начиная с Т-64А танк Т-80У вооружен гладкоствольной 125 мм пушкой.

На Т-80У установлена ее усовершенствованная модификация 2А46М-1. Скорострельность до 8 выстрелов в минуту в движении. В конвейере механизма заряжания находится 28 выстрелов, общий боекомплект 45 выстрелов. Основным противотанковым вооружением Т-80У являются бронебойные подкалиберные снаряды 3БM-42 с сердечником изготовленным из вольфрамового сплава и выстрелы ЗБМ32 с сердечником из обедненного урана. Особое место занимает комплекс управляемого вооружения «Рефлекс» с ракетами 9М119М и 9М119М1, которые обеспечивают поражение танков на дистанции до 5000 м.

Комплекс «Рефлекс»может применяться по низколетящим целям - вертолетам. Ракета 9MI19, управляемая по лучу лазера, обеспечивает дальность поражения цели типа «танк» при стрельбе на дальностях 5000 м с вероятностью 0.8 и на дальность 4000 с вероятностью 0.9.

Танк оснащен комплексом управления огнем 1А45 в состав которого входят:

Система управления огнем дневного прицела включающая:

Дневной прицел наводчика 1Г46 с независимой в двух плоскостях стабилизацией поля зрения и лазерным дальномером;

Стабилизатор вооружения, состоящий из электрогидравлического привода ВН (вертикальное наведение), электромеханического привода ГН (горизонтальное наведение), блока управления стабилизатора и датчиков;

Баллистический вычислитель 1В528, состоящий из двух блоков и переключателя баллистик,

Комплект датчиков условий стрельбы, состоящий из датчиков: поперечного ветра, крена, скорости танка, курсового угла (косинусный потенциометр);

Ночной прицел наводчика «Буран-ПА» с зависимой стабилизацией поля зрения в двух плоскостях (прибор связан с пушкой параллелограммом, стабилизация поля зрения обеспечивается стабилизацией пушки и башни, наведение поля зрения осуществляется при наведении пушки и башни). Прицел оснащен механизмом для ручного измерения дальности с «базой на цели» и ручным вводом дальности по баллистическим шкалам в поле зрения. Стрельба производится только при выключенном баллистическом вычислителе (ТВП «Агава-2» для изделий 640А).

Дневно-ночной прицел командира ТКН-4С с независимой стабилизацией поля зрения по ВН и зависимой стабилизацией поля зрения по ГН (стабилизация поля зрения обеспечивается стабилизацией башни). ТКН-4Соснащен механизмом для ручного измерения дальности с «базой на цели», ручным вводом дальности по баллистическим шкалам в поле зрения, стрельба через который производится с автоматическим отключением баллистического вычислителя (режим ДУБЛЬ).

Аппаратура установщики временных интервалов УВИ, включаю-щую пульт управления ПУВИ, блок управления, стыковочное устройство и концевой выключатель КВ-СУ, обеспечивающую стрельбу снарядами дистанционного подрыва на траектории полета (для изделий 640А).

Дневной и ночной прицелы расположены на месте наводчика, а дневно-ночной - на месте командира.

Дневной оптический прицел 1Г46 «Иртыш» с встроенным лазерным дальномером позволяет наводчику обнаруживать малоразмерные цели. Независимо от орудия прицел стабилизирован в двух плоскостях. Его панкреатическая система изменяеткратность увеличения оптического канала в пределах х3.6…12.0.

Ночью наводчик осуществляет поиск и прицеливание с помощью активно-пассивного прицела «Буран-ПА»,также имеющего стабилизированное полезрения. Дальность распознавания целей ночью - 1200 м.

Командир ганка ведет наблюдение и дает целеуказания наводчику посредствам прицельно-наблюдательного дневного ночного комплекса ПНК-4С, стабилизированного в вертикальной плоскости.

Цифровой баллисти-ческий вычислитель учитыва-ет поправки на дальность, фланговую скорость цели, ско-рость своего танка, угол накло-на цапф пушки, износ канала ствола, температура воздуха, атмосферное давление и боко-вой ветер.

Зенитная пулеметная установка на Т-80У открытого типа с тумбовой установкой, что является серьезным недостатком по сравнению с Т-80УД.

Защита

При создании танка Т-80У значительное внимание уделялось усилению его защищенно-сти. Работы велись в нескольких направлениях. За счет применения нового камуфлирующей ок-раски, искажающей внешний вид танка, удалось снизить вероятность обнаружения Т-80У в види-мом и ИК-днапатонах .

Первые серии танка оснащались навесным комплектом динамической защиты «Контакт-1». Позднее на танк был установлен комплекс универсальной динамической защиты «Контакт-5». Этот тип ДЗ работает как против кумулятивных средств (КС), так и против бронебойных подкалиберных снарядов (БПС). Крышка блока ДЗ из толстой высокопрочной стали при ударе в нее БПС генерирует поток высокоскоростных осколков, которые и детонируют ЭДЗ. Воздействие на БПС движущейся толстой крышки оказывается достаточным, чтобы снизить бронепробивные характеристики как кумулятивных средств, так и БПС.

Встроенная динамическая защита прикрывает более 60% поверхности в курсовых углах обстрела ±20° (по корпусу) и ±35° (по башне).Сочетание усовершенствованной многослойной комбинированной брони и ВДЗ уменьшает угрозу поражения танка наиболее массовыми кумулятивными и кинетическими средствам поражения, такими как М829 и М829А1.

Важным достоинством Т-80У стала его совершенная система защиты от ОМП, превосходящая подобную защиту лучших зарубежных танков НАТО.

На танке применены подбой и надбой водородосодержащих полимеров с добавками свинца, лития и бора, экраны локальной защиты из тяжелых металлов и система автоматическойгерметизации обитаемых отделений и очистки воздуха.

Повышению выживаемости способствует применение на танке системы самоокапывания с бульдозерным отвалом шириной 2140 мм и системы постановки дымовых завес при помощи системы «Туча», включающей восемь мортирок-гранатометов 902Б. На танке может устанавливаться, также, навесной колейный трал КМТ-6, исключающий подрыв мин пол днищем и гусеницами.

Существенным нововведением стало применение на танке вспомогательного энергоагрегата ГТА-18A мощностью 30 л.с, позволяющего экономить топливо во время стоянки танка, при ведении оборонительною боя, а также в засаде. Экономится и ресурс основного двигателя.

Вспомогательный энергоагрегат , расположенный в корме машины в бункере на левой надгусеничной полке, «встроен» в общую систему работы ГТД и не требует каких-либо дополнительных устройств для своего функционирования.

Защита экв . (мм.)
	башня	корпус
от БПС с ВДЗ «Контакт- V »
от КС с ВДЗ «Контакт- V »	1100	900…1100

Характеристики подвижности

На Т-80У, принятом на вооружение СА в 1985 году, был установлен газотурбинный двигатель ГТД-1000ТФ мощностью 1100 л .с. , в последствии на танке Т-80У установлена более мощная силовая газотурбинная установка 1250 л.с.

На двигателе был применен "циклонный" метод очистки воздуха от пыли. Высокоэффективный комбинированный прямоточный циклон с центральной конусной решеткой (важнейший элемент воздухоочистителя) с эффективностью воздухоочистки до 98,5%. Но в проточной части все же оседают неотфильтрованные частицы пыли. Для их удаления, при движении танка в особо тяжелых условиях, предусмотрена процедура виброочистки лопаток и продувка проточной части сжатым воздухом.

Блок воздухоочистителя и радиаторов установлен поперечно корпусу танка и крепится к передней опоре двигательного моноблока. Воздух для системы очистки забирается через прикрытые сетками жалюзи на крыше моторно-трансмиссионного отделения. Вентиляторы системы очистки и охлаждения имеют привод от основного двигателя.

Усовершенствование двигателя ГТД-1000Т проходило поэтапно в направлении повышения его мощности путем увеличения температуры газов без увеличения габаритных размеров. Сначала двигатель был форсирован до 1100 л.с. (ГТД-1000ТФ) и установлен на танки Т-80Б, Т-80БВ и T-80У раннего выпуска. В 1990 г. началось производство танка T-80У с новым вариантом двигателя ГТД-1250 мощностью 1250 л.с.Когда встал вопрос о дополнительных мерах обеспечения двигателя более чистым воздухом, наиболее реальным вариантом казалось устройство забора чистого воздуха на высоте башни танка.

к реализации была принята конструкция, представляющая собой овальный, расширяющийся в нижней части короб, устанавливаемый на башне при помощи кронштейнов. В нижней части короб имел двухпозиционное приводное уплотнительное устройство, обеспечивающее две позиции стыковки с входными жалюзями . При обычной эксплуатации герметизация обеспечивалась только с помощью мягкого воротника по всему контуру жалюзи. Такая стыковка не препятствовала вращению башни и производству стрельбы из пушки. А при преодолении водных преград вводилось в работу дополнительное уплотнение, обеспечивающее герметизацию стыковки. С этим устройством танк получил возможность преодолевать водные преграды глубиной до 1,8 м.

Преимуществом Т-80У является наличие вспомогательной силовой установки ГТА-18А, что позволило существенно уменьшить суммарный расход топлива на 1 час работы систем танка ~ 60 л/ч (суммарное время работы танка составляет - 50% на месте и 50% в движении).

Существенным фактором экономии топлива стала установка дополнительного энергоагрегата ГТА-18А в моторно-трансмиссионное отделение (МТО) танка. Этот агрегат состоит из одновального газотурбинного двигателя и спаренного с ним генератора постоянного тока мощностью 18 кВт Основное назначение энергоагрегата — обеспечение энергопитанием тех потребителей, которые будут работать во время стоянки машины. Разработчиком и изготовителем энергоагрегата стало специальное конструкторское бюро «Турбина», начавшее серийное производство энергоагрегатов .

Энергоагрегат обеспечивает увеличение на 1/3 моторесурса , снижает демаскирующие шумы и теплоизлучение, увеличивает периодичность технического обслуживания и срока службы аккумуляторных батарей.

Были изготовлены 10 танков с пониженным эксплуатационным расходом топлива.

У пяти из них была установлена система автоматического включения режима стояночного малого газа и система автоматического уменьшения режима работы двигателя. Также было внедрено ограничение перемещения рычага ручного сектора газа (не выше малого газа), система раскрытия РСА силовой турбины в положение максимального проходного сечения при запуске. У других 5 танков, дополнительно к названным мероприятиям, установлены вспомогательные энергоагрегаты ГТА-18А.

Для сравнения с экспериментальными десятью танками были выделены 5 обычных машин. На базе учебного полка создали экспериментальную танковую роту, в которую вошли 15 танков. Председателем комиссии по испытаниям был назначен начальник бронетанковой службы Группы советских войск в Германии генерал-майор Владимир Иванович Владимиров. Испытания проводились в различных дорожных условиях, в разное время суток и неоднократно выполнялись все виды боевой учебы.

Средний объем наработки танка при условиях войсковой эксплуатации составил 3000 км, двигатели отработали 290 моточасов . Подчеркну, что на танках с энергоагрегатом наработка в среднем составила 197 моточасов основного двигателя и 106 моточасов вспомогательного агрегата. Танки участвовали во всех видах стрельб и учений. Марши проходили в условиях густой сети автомобильных и железных дорог и, благодаря хорошей организации, без происшествий.

Результаты испытаний показали, что танки, принимавшие участие в испытаниях, имели расход топлива в 1,5 раза меньший по сравнению с серийными танками. После экспериментальной проверки эффективности мероприятий в ГДР было принято решение о внедрении наших предложений в серийное производство на танках Т-80У.

Для танка с дизельным двигателем без вспомогательной силовой установки мощностью 1500 л. с, расход топлива составляет 120…150 л/ч. Главным недостатком турбин считается их невысокая топливная экономичность.

В ходе сравнительных испытаний запас хода при движении по горным, грунтовым и дорогам с асфальтовым покрытием для Т-80У составил 350 км, а для Леопарда-2А5 - 370 км, что в целом сравнимые показатели.

Тактико-технические характеристики
Параметр	Единица измерений
Полная масса		46 (46,5)
Экипаж	чел.
Удельная мощность	л.с./т	27,2 (26,8)
Двигатель (ГТД-1250)	л.с.	1250
Энергоагрегат газотурбинный (ГТА-18А)	л.с.
Ширина танка
Удельное давление на грунт	кгс/см 2	0,91
Температурный режим работы	°С	40…+55 (со снижением мощности)
Длина танка
с пушкой вперед	мм	9654
корпуса	мм	6900
Ширина танка
по гусенице	мм	3400
по съемным защитным экранам	мм	3670
Высота по крыше башни	мм	2202
Длина опорной поверхности	мм	4290
Дорожный просвет	мм
Ширина колеи	мм
Скорость движения
Средняя по сухой грунтовой дороге	км/ч	40…45
Максимальная по дороге с твердым покрытием	км/ч
На передаче заднего хода, максимальная	км/ч
Расход топлива на 100 км
По сухой грунтовой дороге	л, до	450…790
По дороге с твердым покрытием	л, до	430…500
на основных топливных баках	км
с дополнительными бочками	км
Боекомплект
Выстрелов к пушке	шт
(из них в конвейере механизма заряжания)	шт
Патронов:
к пулемету (7,62 мм)	шт	1250
к пулемету(12,7 мм)	шт
Аэрозольных гранат	шт

Использовались данные из книг

«Танк, бросающий вызов времени». М.В. Ашик , А.С. Ефремов, Н.С. Попов. 2001 г.

«Моторы и судьбы. О времени и о себе». Н.К. Рязанцев. 1991 г.

Для тех, кто интересуется моторами в целом и их авиационными моделями в частности, турбовальный двигатель в первую очередь ассоциируется с вертолетами, недаром их называют «вертолетными ГТД». Именно здесь ТВаД нашли наибольшее применение и уже не один десяток лет с успехом используются. Но вертолеты – не предел их возможностей, многие другие отрасли машино- и судостроения взяли на вооружение этот тип двигателей, но обо всем по порядку.

Итак, турбовальный двигатель принадлежит славному семейству газотурбинных двигателей (ГТД) наравне с турбореактивными (ТРД) и турбовинтовыми (ТВД). ГТД представляет собой тепловую машину, в упрощенной схеме состоящую из компрессора и турбины, работающей за счет сжигания топлива в камере сгорания. Наиболее простой его разновидностью является турбореактивный двигатель, в котором энергия от сжигания топлива идет только на вращение компрессора через турбину, а излишек энергии выходит через сопло в виде газов под высоким давлением, образуя реактивную тягу. Но эта энергия может не только «вылетать в трубу», но и выполнять полезную работу, вращая воздушный винт (турбовинтовой двигатель) или вал (турбовальный двигатель). Это и является принципиальной разницей между всеми вышеотмеченными видами моторов семейства ГТД – способ использования свободной энергии.

Устройство и принцип работы двигателя

Строение турбовального двигателя в общих чертах напоминает строение ТРД. Основными составляющими являются комрессор, турбина, камера сгорания и вал. В отличие от других газотурбинных двигателей ТВаД совсем не имеет реактивной тяги – вся свободная энергия расходуется на вращение вала, поэтому и сопла, как такового, у него нет, а есть только каналы (своеобразные выхлопные трубы), по которым отводятся отработанные газы. Еще одна особенность ТВаД – наличие не одной, а двух турбин, не связанных между собой механически. Одна турбина приводит в движение компрессор, а вторая – рабочий вал. Между собой они связаны газодинамически. Некоторые модели турбовинтовых двигателей также имеют схожую конструкцию, но не обязательно. В случае с ТВаД турбин всегда две.

Две основные схемы устройства ТВаД с описание расположенных механизмов. Картинки кликабельны.

Принцип работы турбовального двигателя тоже не сильно отличается от ТРД или ТВД. Компрессор, приводимый в движение турбиной, нагнетает воздух в камеру сгорания, где он перемешивается с впрыснутым через форсунки топливом. Топливный заряд воспламеняется и сгорает, в результате чего образуются газы с большим запасом энергии. Расширяясь, они вращают турбины, приводя в движение компрессор и вал, а отработанные газы выводятся наружу.

Компрессор турбовального двигателя имеет несколько ступеней и может быть центробежным, осевым или комбинированным. Комбинированные компрессоры сочетают в себе и центробежные, и осевые ступени.

Обязательным конструктивным элементом ТВаД, как, впрочем, и турбовинтового двигателя, является редуктор, установленный между турбиной и валом. Сама турбина вращается с угловой скоростью, достигающей 20 000 об/мин. Понятно, что винт, закрепленный на валу и создающий тягу, не сможет работать при такой скорости и выполнять свои функции, ведь тогда ему придется вращаться со сверхзвуковой скоростью. Редуктор, установленный перед валом, понижает обороты и увеличивает крутящий момент, так что скорость вращения лопастей винта вертолета значительно меньше скорости вращения турбины.

Если турбовинтовые двигатели, которые используются на самолетах, должны иметь компактные размеры, а вал турбины и вал винта у них устанавливаются параллельно в одном корпусе, то к габаритам турбовальных двигателей таких жестких требований нет. Рабочий вал у них может находиться впереди турбины или за ней, в одном корпусе с ней или отдельно. Это объясняется тем, что мотор спрятан в конструкции кабины, где его можно расположить в любом удобном положении. Различают цельные моторы и модульные, состоящие из отдельных модулей, связанных между собой механически. Часто в одном модуле расположены компрессор и турбины, а в другом – рабочий вал, связанный с валом турбины редуктором.

Легкий американский вертолет AH-6j Little Bird

Применение

Нашел себе применение турбовальный двигатель и на земле. Правильнее даже говорить, что именно на земле он изначально и использовался, и только после появления авиации, как таковой, «переселился» на небо. Его можно встретить и на транспорте, и на различных магистральных станциях, где он обычно используется, как альтернатива дизельного двигателя. В сравнении с дизелем ТВД более легкий по весу, менее шумный и более мощный, если брать двигатели одного размера.

В промышленности и народном хозяйства

ТВаД успешно используется в качестве нагнетателя природного газа на газоперекачивающих станциях. Его нередко можно увидеть на крупных газовых магистралях. Одна из последних разработок газовая турбина T16, мощностью 16 МВт. Короткое видео с применением турбовального двигателя в электроэнергетики.

Основные показатели:

• 16,5 МВт - мощность на валу.
• 37% - КПД, механический привод.
• 36% - КПД, электрический (простой цикл).
• 80% - КПД, комбинированное производство электроэнергии и тепла
• 200 000 часов - полный жизненный цикл
• выбросы NOx - не более 25 ppm.

Турбовальные двигатели используются в мобильных электростанциях для привода генератора. Электростанции с данным двигателем занимают меньший объем, аналогичной электростанции с традиционными двигателями.

В транспортной сфере

Несмотря на то, что в большинстве случаев турбовальные двигатели описываются, как силовые установки вертолетов, их применение не ограничено только ими. Частенько ТВаД играет роль не основного движителя, а вспомогательной установки. Такими установками обычно оснащаются самолеты, а используются они для питания энергией основных систем судна при его наземном обслуживании. То есть, когда самолет находится на земле, не обязательно запускать его основные моторы для получения электричества или создания давления в гидросистемах, для этого достаточно запуска такой небольшой установки. Также ТВаД используется в качестве пускового агрегата, который проворачивает ротор турбины при запуске. В этом случае он имеет название турбостартер.

Вид железнодорожного транспорта, на который устанавливается ТВаД, носит название газотурбовоз. Принцип его работы заключается в том, что турбовальный двигатель вращает вал генератора, вырабатывающего электрический ток. Ток поступает на электромоторы, которые, по сути, и являются основной силовой установкой. История газотурбовозов началась в 60-е годы, когда были сконструированы первые опытные образцы, правда, потом они уступили место более известным сейчас электровозам. Вместе с тем с 2007 года возобновились работы по созданию газотурбовозов, и даже был создан пробный экземпляр, работающий на сжиженном газе. Его испытания прошли успешно, так что в скором будущем, возможно, он будет выпускаться серийно.

Не обошли стороной ТВаД и создатели военной наземной техники. Некоторые танки, в том числе и отечественный Т-80 и американский М1 Abrams, оснащены ТВаД. Короткое видео разработки, внедрения и применения турбовального двигателя на танке.

Турбовальные двигатели также используются и на водном транспорте, называемом газотурбоходами. К ним относятся суда на воздушной подушке или на подводных крыльях. Наиболее известным отечественным газотурбоходом является военное судно «Зубр» — наиболее крупный десантный корабль на воздушной подушке. Этот гигант известен далеко за пределами России и является мировым рекордсменом среди суден на воздушной подушке по своим габаритам. А вот с отечественными пассажирскими газотурбоходами как-то не сложилось. Судно «Циклон», сконструированное в 80-хх годах, не пережило перестройки и со временем забылось, а новые пассажирские суда, оснащенные ТВаД пока не появились.

Танк Т-80 с газотурбинным двигателем
Десантное судно «Зубр»

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом турбовального двигателя является то, что по сравнения с поршневыми двигателями он более легкий по весу, менее шумный и более мощный, если брать двигатели одного размера. Вся суть турбовального двигателя и заключается, чтоб максимально использовать энергию сгорающего топлива, по сравнению с поршневыми двигателями это реализуется лучшим образом. Тем самым в одном килограмме двигателя можно реализовать конструкцию, более мощную своих цилиндрических сородичей, которая с каждого килограмма топлива будет забирать тепловую энергию и преобразовывать ее в механическую.

Есть у турбовального двигателя и недостатки. Первый из них – сравнительно большой расход топлива и, соответственно, низкий КПД, несмотря на высокие показатели мощности. Именно этот недостаток объясняет его ограниченное применение на наземном транспорте, где его можно заменить более эффективными силовыми установками. Второй недостаток – чувствительность к загрязнениям. Компрессор, втягивая воздух в камеру сгорания, заодно всасывает и пыль, и посторонние предметы, что сказывается на качестве работы двигателя и на его исправность в целом. На высоких оборотах даже незначительные твердые частички могут повредить лопасти турбины. Поэтому ТВаД нуждается в надежной системе тщательной очистки воздуха, а расходы на нее далеко не всегда оправданы – в большинстве случаев намного проще и дешевле использовать традиционный дизель. Это еще одна причина, по которой эти двигатели в основном используются в воздухе: там и грязи меньше, и птицы летают ниже высоты полета, так что нормальной работе компрессора и турбины ничего не мешает. Зато масса ТВаД намного меньше любого поршневого двигателя, а это в авиации немаловажно.

Турбовальные двигатели – это действительно в первую очередь «сердца» вертолетов, а уж потом все остальное. Именно эти стальные «стрекозы» дают возможность оценить основные преимущества ТВаД, ну а недостатки в этом случае совсем незначительны.

Центробежная ступень компрессора ТВаД.

Сегодня продолжаем серию рассказов о типах авиационных двигателей.

Как известно, основной узел любого газотурбинного двигателя (ГТД) – это турбокомпрессор. В нем компрессор работает в связке с турбиной , которая его вращает. Функции турбины этим могут и ограничиться. Тогда вся оставшаяся полезная энергия газового потока, проходящего через двигатель, срабатывается в выходном устройстве (реактивном сопле ). Как говорил мой преподаватель «спускается на ветер»:-). Тем самым создается реактивная тяга и ГТД становится обычным (ТРД).

Но можно сделать и по-другому. Турбину ведь можно заставить кроме компрессора вращать и другие нужные агрегаты, используя ту самую оставшуюся полезную энергию. Это может быть, например, самолетный . В этом случае ГТД становится уже , в котором 10-15% энергии все же расходуется «на воздух»:-), то есть создает реактивную тягу.

Принцип работы турбовального двигателя.

Но если вся полезная энергия в двигателе срабатывается на валу и через него передается для привода агрегатов, то мы уже имеем так называемый турбовальный двигатель (ТваД ).

Такой двигатель чаще всего имеет свободную турбину . То есть вся турбина как бы поделена на две части, между собой механически несвязанные. Связь между ними только газодинамическая . Газовый поток, вращая первую турбину, отдает часть своей мощности для вращения компрессора и далее, вращая вторую, тем самым через вал этой (второй) турбины приводит в действие полезные агрегаты. Сопла на таком двигателе нет. То есть выходное устройство для отработанных газов конечно имеется, но соплом оно не является и тяги не создает. Просто труба… Зачастую еще и искривленная:-).

Компоновка двигателя Arriel 1E2.

Турбовальный двигатель ARRIEL 1E2.

Eurocopter BK 117 c 2-мя турбовальными двигателями Arriel 1E2.

Выходной вал ТваД, с которого снимается вся полезная мощность, может быть направлен как назад, через канал выходного устройства, так и вперед, либо через полый вал турбокомпрессора, либо через редуктор вне корпуса двигателя.

Компоновка двигателя Arrius 2B2.

Турбовальный двигатель ARRIUS 2B2.

Eurocopter EC 135 с 2-мя турбовальными двигателями Arrius 2B2.

Надо сказать, что редуктор – непременная принадлежность турбовального двигателя . Ведь скорость вращения как ротора турбокомпрессора, так и ротора свободной турбины велика настолько, что это вращение не может быть напрямую передано на приводимые агрегаты. Они просто не смогут выполнять свои функции и даже могут разрушиться. Поэтому между свободной турбиной и полезным агрегатом обязательно ставится редуктор для снижения частоты вращения приводного вала.

Компоновка двигателя Makila 1A1.

Турбовальный двигатель MAKILA 1A1

Eurocopter AS 332 Super Puma с 2-мя турбовальными двигателями Makila 1A1

Компрессор у ТваД может быть (если двигатель мощный) либо . Часто компрессор бывает и смешанным по конструкции, то есть в нем есть как осевые, так и центробежные ступени. В остальном принцип работы этого двигателя такой же, как и у ТРД. Примером разнообразия конструкций ТваД могут служить двигатели известной французской двигателестроительной фирмы TURBOMEKA . Здесь я представляю ряд иллюстраций на эту тему (их сегодня вообще много как-то получилось:-)… Ну много — не мало… :-)).

Компоновка двигателя Arrius 2K1

Турбовальный двигатель ARRIUS 2K1.

Вертолет Agusta A-109S с 2-мя турбовальными двигателями Arrius 2K1.

Основное свое применение турбовальный двигатель находит сегодня конечно же в авиации, по большей части на . Его часто и называют вертолетный ГТД. Полезная нагрузка в этом случае – несущий винт вертолета. Известным примером (кроме французов:-))могут служить широко распространенные до сих пор отличные классические вертолеты МИ-8 и МИ-24 с двигателями ТВ2-117 и ТВ3-117 .

Вертолет МИ-8Т с 2-мя турбовальными двигателями ТВ2-117.

Турбовальный двигатель ТВ2-117.

Вертолет МИ-24 с 2-мя турбовальными двигателями ТВ3-117.

Турбовальный двигатель ТВ3-117 для вертолета МИ-24.

Кроме того ТваД может применяться в качестве вспомогательной силовой установки (ВСУ , о ней подробнее в :-)), а также в виде специальных устройств для запуска двигателей. Такие устройства представляют собой миниатюрный турбовальный двигатель , свободная турбина которого раскручивает ротор основного двигателя при его запуске. Называется такое устройство турбостартер . В качестве примера могу привести турбостартер ТС-21 , используемый на двигателе АЛ-21Ф-3 , который устанавливается на самолеты СУ-24 , в частности на мой родной СУ-24МР :-)…

Двигатель АЛ-21Ф-3 с турбостартером ТС-21.

Турбостартер ТС-21, снятый с двигателя.

Фронтовой бомбардировщик СУ-24М с 2-мя двигателями АЛ-21Ф-3.

Однако, говоря о турбовальных двигателях , нельзя не сказать о совсем неавиационном направлении их использования. Дело в том, что ведь изначально газотурбинный двигатель не был монополией авиации. Главный его рабочий орган, газовая турбина , создавался задолго до появления самолетов. И предназначался ГТД для целей более прозаических, нежели полеты в воздушной стихии:-). Эта самая воздушная стихия его все же завоевала. Однако неавиационное приземленное предназначение существует и серьезности своей не потеряло, скорее наоборот.

На земле, так же как и в воздухе ГТД (турбовальный двигатель ) применяется на транспорте.

Первое – это перекачка природного газа по крупным магистралям через газоперекачивающие станции. ГТД используются здесь в качестве мощных насосов.

Второе – это водный транспорт. Суда, использующие турбовальные газотурбинные двигатели называют газотурбоходы . Это чаще всего суда на подводных крыльях, у которых гребной винт приводит в движение турбовальный двигатель механически через редуктор или электрически через генератор, который он вращает. Либо это суда на воздушной подушке, которая создается при помощи ГТД.

Газотурбоход "Циклон-М" с 2-мя газотурбинными двигателями ДО37.

Пасажирских газотурбоходов за российскую историю было всего два. Последнее очень перспективное судно «Циклон-М » появилось в очень неудобное для себя время в 1986 году. Успешно пройдя все испытания, оно «благополучно» перестало существовать для России. Перестройка… Более таких судов не строили. Зато у военных в этом плане дела обстоят несколько лучше. Чего стоит один только десантный корабль «Зубр» , самое большое в мире судно на воздушной подушке.

Десантный корабль на воздушной подушке "Зубр" с газотурбинными двигателями.

Третье – это железнодорожный транспорт. Локомотивы на которых стоят турбовальные газотурбинные двигатели, называют газотурбовозы . На них используется так называемая электрическая передача. ГТД вращает электрогенератор, а вырабатываемый им ток, в свою очередь, вращает электродвигатели, приводящие локомотив в движение. В 60-е годы прошлого века в СССР проходили довольно успешную опытную эксплуатацию три газотурбовоза. Два пассажирских и один грузовой. Однако они не выдержали соревновавния с электровозами и в начале 70-х проект был свернут. Но в 2007 году по инициативе ОАО «РЖД» был изготовлен опытный образец газотурбовоза с ГТД, работающем на сжиженном природном газе (опять криогенное топливо:-)). Газотурбовоз успешно прошел испытания, планируется его дальнейшая эксплуатация.

И наконец четвертое , самое, наверное, экзотическое… Танки . Грозные боевые машины. На сегодняшний момент достаточно широко известны два типа ныне использующихся боевых танков с газотурбинными двигателями. Это американский М1 Abrams и российский Т-80 .

Танк M1A1 Abrams с газотурбинным двигателем AGT-1500.

Во всех вышеописанных случаях применения ГТД (суть турбовальный двигатель ), он обычно заменяет дизельный двигатель. Это происходит потому, что (как я уже описывал здесь) при одинаковых размерах турбовальный двигатель значительно превосходит дизельный по мощности, имеет гораздо меньший вес и шумность.

Танк Т-80 с газотурбинным двигателем ГТД-1000Т.

Однако у него есть и крупный недостаток.Он обладает сравнительно низким коэффициентом полезного действия, что обуславливает большой расход топлива. Это естественно снижает запас хода любого транспортного средства (и танка в том числе:-)). Кроме того он чувствителен к грязи и посторонним предметам, всасываемым вместе с воздухом. Они могут повредить лопатки компрессора. Поэтому приходится создавать достаточно объемные системы очистки при использовании такого двигателя.

Эти недостатки достаточно серьезны. Именно поэтому турбовальный двигатель получил гораздо большее распространение в авиации, чем в наземном транспорте. Там этот трудяга-движок, ничего не пуская «на ветер»:-), заставляет подниматься в воздух . И они в родной для них стихии из несуразных, на первый взгляд, машин превращаются в изумительные по красоте и возможностям творения рук человеческих… Все-таки авиация – это здорово:-)…

P.S. Вы только посмотрите, что они вытворяют!

Все фотографии и схемы кликабельны.