Техника и вооружение 2009 09

В послевоенные годы (1948-1950) в том же отделе ЦИАМ под руководством А.Д. Чаромского был выполнен проект мощного (7350 кВт (10000 л .с.) авиационного турбопоршневого двухтактного Х-образного 28-цилиндрового дизеля М-305 с противоположно движущимися поршнями. Для отработки рабочего процесса и конструкции деталей двигателя спроектировали и изготовили опытную одноцилиндровую установку У-305 размерностью 220/120x2. Хотя этот проект не был реализован в металле, но опыт конструирования и имевшийся экспериментальный задел по У-305 были использованы для создания танкового дви- 'гателя нового поколения.

При проектировании танкового двигателя, получившего наименование 4ТД (или 4ТПД), были предусмотрены мероприятия, направленные на уменьшение влияния недостатков, присущих двухтактным дизелям и связанных с высокой теплонапря- женностью деталей кривошипно-шатунного механизма, увеличенными расходами воздуха, повышенной чувствительностью к сопротивлениям на впуске и выпуске, трудностями обеспечения пуска двигателя в условиях низких температур.

Первоначально работы по двигателю 4ТД, разрабатывавшегося под выбранную компоновку МТО танка «Объект 430», велись под руководством главного конструктора завода по дизе- лестроению Н.Д. Вернера. Конструкторскую группу возглавляли А.Д. Чаромский и Г.А. Волков.

Эскизный проект двигателя, выполненный в апреле 1953 г., в июле того же года вместе с эскизным проектом танка «Объект 430» был рассмотрен в Министерстве транспортного машиностроения. Компоновочная схема МТО танка предполагала поперечное расположение двигателя между двумя бортовыми коробками передач. Для этой схемы двигатель должен был иметь небольшую высоту и низкую теплоотдачу в охлаждающую жидкость и масло. Одним из основных требований главного конструктора танка А.А. Морозова было условие, чтобы предельная высота двигателя по компоновочным соображениям не превышала 580 мм, а вся силовая установка занимала не более 25% забронированного объема машины. Согласно проекту, дизель 4ТД представлял собой двухтактный четырехцилиндровый однорядный двигатель с горизонтально расположенными цилиндрами и противоположно движущимися поршнями, с турбонад- дувом и двухсторонним отбором мощности. Диаметр цилиндра и ход поршня составляли 120 мм. Согласно расчетам, двигатель должен был развивать мощность 504 кВт (685 л.с.) при частоте вращения коленчатых валов 3000 мин" 1 .

Повторное рассмотрение обоих проектов в министерстве состоялось в марте 1954 г. Необходимо отметить, что одновременно с проектом двигателя 4ТД изучался и вариант установки в МТО танка «Объект 430» двигателя 8Д12У. Но из-за неудовлетворительных массогабаритных показателей и большего расхода топлива по сравнению с аналогичными показателями, заявленными для дизеля 4ТД, предпочтение главного конструктора танка А.А. Морозова для дальнейшей проработки было отдано последнему. В июле того же года проекты рассмотрели на пленуме НТК ГБТУ, на котором было предложено повысить мощность двухтактного двигателя за счет увеличения числа цилиндров, т.е. создать новый двухтактный пятицилиндровый двигатель. Проект двигателя 4ТД так и остался на бумаге.

В мае 1955 г. в соответствии с постановлением Совета Министров СССР №598-265 от 2 апреля 1954 г. на заводе №75 для форсирования работ по двухтактному дизелю было организовано специальное конструкторское бюро СКБ-5 (отдел 60Б) по танковым двигателям с опытной базой и практически заново началось создание моторного производства. Конструкторское бюро возглавил А.Д. Чаромский.

Все конструкторские разработки, выполненные в процессе проектирования 4ТД, уникальные узлы и системы, расчеты и результаты исследований на одноцилиндровых отсеках и безмоторных стендах были полностью использованы при создании пятицилиндрового двухтактного дизеля, получившего наименование 5ТД (заводское обозначение «Объект 455»). К разработке этого дизеля, оснащенного центробежным нагнетателем и осевой газовой турбиной, механически связанными с коленчатыми валами (продувочным и выпускным), СКБ-5 приступило летом 1955 г.

В июле 1956 г. проект танка «Объект 430» с двигателем 5ТД был утвержден в НТК ГБТУ и завод приступил к подготовке рабочих чертежей для изготовления опытных образцов. Параллельно с проектом двигателя создавались экспериментальные стенды и установки для испытаний отдельных узлов. В этих работах большую помощь заводу N975 оказали специалисты НИИД. К моменту сборки первого натурного образца двигателя 5ТД основные элементы его конструкции (нагнетатель, турбина, топливная аппаратура, выхлопной коллектор, центрифуга, водяной и масляный насосы и др.) были проверены на экспериментальных установках.

На первых образцах развернутого двигателя уточнялись параметры рабочего процесса и устранялись отдельные замечания по конструкции. Первые опытные образцы двигателя для установки в танк изготовили летом 1957 г.

Дизель 5ТД имел мощность 426 кВт (580 л.с.) при сравнительно малых размерах, особенно по высоте, эффективный наддув и утилизацию отработавших газов, удовлетворительную топливную экономичность, а также двухсторонний отбор мощности.

Высокие показатели двигателя (среднее эффективное давление, литровая и габаритная мощность, частота вращения коленчатых валов и др.) были получены за счет использовании в его конструкции ряда новых принципиальных решений и специальных материалов. Так, например, поршень дизеля изготавливался с использованием жаровой накладки и проставки. В качестве первого поршневого кольца применялось неразрезное жаровое кольцо манжетного типа, гильзы цилиндров изготавливались стальными, хромированными.

Дизель 5ТД.

Дизель 5ТДФ.

Поперечный разрез дизеля 5ТДФ.

Турбина (слева ) и нагнетатель дизеля 5ТДФ.

Возможность работы с высоким давлением вспышки обеспечивалась силовой схемой двигателя с несущими стальными болтами, литым алюминиевым блоком, разгруженным от действия газовых сил, а также отсутствием газового стыка.

Улучшению процесса продувки и наполнения цилиндров способствовала в определенной мере газодинамическая схема с использованием кинетической энергии отработавших газов и эжекционного эффекта. Специально подобранная форма камеры сгорания позволила улучшить процесс смесеобразовании и сгорания.