Техника и вооружение 2009 07

Помимо СКБ турбинного производства ЛКЗ и СКБ-2 НАМИ, в конце 1950-х – начале 1960-х гг. созданием газотурбинного двигателя для танка занимались ОКБ-29 в Омске и специальная группа из СКБ-75 (ЧКЗ) в Челябинске (сформирована в инициативном порядке по указанию И.Я. Трашутина). В 1957 г. специальная группа СКБ-75 под руководством В.Б. Михайлова совместно с ЦИАМ приступила к изучению и освоению методик расчета основных узлов ГТД, анализу зарубежного опыта по созданию автомобильных ГТД (фирм «Форд Моторе компани», «Крайслер», «Вольво» и др.), а также изучению маломощных отечественных и зарубежных вертолетных ГТД. За период до 1961 г. специальной группой СКБ-75 была проделана большая работа по освоению методики расчета рабочего процесса ГТД и их основных составляющих: осевых и центробежных компрессоров, осевых турбин, камер сгорания, пластинчатых теплообменных аппаратов, а также выполнено несколько предэскизных проектов ГТД. Один из них – двигатель ГТД-Т – имел мощность 735 кВт (1000 л.с.), а его габаритная мощность составляла 1838 кВт/ м 3 (2500 л.с./м 3 ).

В августе 1961 г. было подписано распоряжение Совета Министров СССР, согласно которому создание танкового ГТД в 1961-1964 гт. поручалось СКБ-75 ЧТЗ. Этим же распоряжением предусматривалось формирование на заводе ОКБ по ГТД (ОКБ-6).

Все НИОКР по отечественным танковым ГТД в эти годы велись по двум направлениям. Первое направление было связано с приспособлением существовавших вертолетных газотурбинных двигателей. В то время представлялось целесообразным использование в танках существовавших ГТД, получивших широкое применение в отечественной авиационной технике. Деятельность в этом направлении сводилась, как правило, к соответствующей доработке двигателей для их применения в составе танковой силовой установки. В процессе доработки вносились изменения в систему регулирования, выходного редуктора и элементов силовой турбины. Все эти ГТД выполнялись без теплообменников. Практика показала неприемлемость этого направления, однако полученные при испытаниях двигателей результаты были, безусловно, полезными для выработки концепции танковой ГТСУ. Вторым направлением являлось создание специальных танковых ГТД.

Значительный вклад в дело создания отечественных танковых ГТД внес ВНИИ-100, который выполнил ряд НИОКР по системам и отдельным узлам двигателей. Коллектив института принимал участие в рассмотрении многих проектов ГТД, разработанных КБ промышленности, в дальнейшей отработке их сборочных единиц и систем, а также в испытаниях изготовленных опытных образцов двигателей.

В 1958-1960 гт. во ВНИИ-100 на базе гусеничного тягача АТ-Л изготовили и испытали ходовой макет с ГТСУ с использованием авиационного турбостартера ТС-12Ф (руководитель работ В.Д. Лубенский). Мощность этого ГТД составляла 73,5 кВт (100 л.с.). Результаты сравнительных пробеговых испытаний опытного (с ГТД) и серийного (с дизелем) тягачей позволили установить параметры приемистости ГТД (приемистость ГТД не должна была превышать 4 с). Кроме того, была выявлена необходимость защиты проточной части двигателя от запыленного воздуха (опытная силовая установка не имела воздухоочистителя), а также потребность в проведении специальной НИР для решения проблемы очистки воздуха для ГТД и улучшения его тормозных характеристик.

С начала 1960-х гг. к исследованиям возможности применения ГТД в танковых силовых установках активно подключился НИИД, коллектив которого обосновал направления развитая танковых ГТД, изучил особенности их эксплуатации в составе танковых силовых установок и выполнил оценку надежности опытных образцов двигателей. В институте также проработали варианты эскизной компоновки ГТД собственной конструкции с теплообменником в МТО танка Т-55. Габаритная мощность этой силовой установки достигала 474 кВт/м 3 (645 л.с./м 3 ), расчетный удельный расход топлива при среднем эксплуатационном режиме работы двигателя составлял 352 г/кВт-ч (259 г/л.с.-ч). В другом проекте танкового ГТД с теплообменником, имевшего мощность 441 кВт (600 л.с.), предусматривались еще более лучшие параметры. Так, например, удельный расход топлива у этого двигателя составлял 292 г/кВт-ч (215 г/л.с.-ч).

Выполненные институтом в 1961 – 1963 гг. расчетно-конструкторские и экспериментальные исследования различных способов дополнительного регулирования, в том числе с применением РСА силовой турбины, перепуска газа, показали целесообразность и предпочтительность использования РСА как средства дополнительного регулирования танкового ГТД. Этот способ позволил комплексно решить вопросы улучшения топливной экономичности на переменных режимах (в ГТД с теплообменником), приемистости турбокомпрессора, снижения расхода топлива на режиме «малого газа» и, самое главное, – получения тормозной мощности до 50% от расчетной мощности двигателя.

В результате работ по первому направлению, выполненных в ОКБ-29 в Омске (по ТТЗ ВНИИ-100) в 1960-1965 тт., на базе вертолетного двигателя ГТД-3 были созданы двигатели ГТД-ЗТ (Т-танковый вариант) мощностью 515 кВт (700 л.с.) и ГТД-ЗТЛ мощностью 588 кВт (800 л.с.). Двигатели ГТД-ЗТ, установленные в ходовых макетах танков Т-54 и Т-55, а также в танке «Объект 167Т», прошли пробеговые испытания, результаты которых легли в основу научной и экспериментальной базы по накоплению опыта в создании специальных танковых ГТД.

Вертолетный газотурбинный двигатель ГТД-3 и его продольный разрез.

Сравнительные ходовые испытания танков -Объект 167Т» с ГТД и «Объект 167» с дизелем, проведенные на полигоне Уралвагонзавода с участием представителей ВНИИ-100 и НИИД в апреле 1963 г., выявили преимущества танка с ГТД по динамическим и тяговым характеристикам машины. Танк с ГТД значительно быстрее преодолевал подъемы, осуществлял крутые повороты, развивал более высокую скорость движения без опасения заглохания и перегрева двигателя в тяжелых дорожных условиях. Были получены полезные результаты по определению системы управления двигателем и уточнены требования к его характеристикам и параметрам систем воздухоочистки и охлаждения. Испытания выявили необходимость значительной доработки системы воздухоочистки ГТД, а также недостаточную эффективность системы перепуска газа как дополнительного средства торможения танка. Наиболее существенным недостатком был большой путевой расход топлива танка с ГТД.

Отработка конструкции двигателей серии ГТД-ЗТ (модификации ЗТП и ЗТУ) продолжилась в ОКБ-29 во втором послевоенном периоде. Тогда же были завершены работы по установке ГТД-ЗТЛ в опытном танке «Объект 432», развернувшиеся с 1964 г. во ВНИИ-100 совместно с КБ омского завода №174. При выполнении проектных работ во ВНИИ-100 танк «Объект 432» с ГТД-ЗТЛ получил обозначение «Объект 003».