ТАНКОВАЯ СИЛОВАЯ УСТАНОВКА С ДВУМЯ ДВИГАТЕЛЯМИ

И. Ф. ГНЕДАШ, А. И. МАЗУРЕНКО, Е. А. МОРОЗОВ

Вестник бронетанковой техники, № 10. 1990

 

В качестве возможного варианта силовой установки танка предлагался исполь­зовать схему силовой установки c двумя двигателями, что позволит отказаться от разработки нового двигателя большой мощности. Приводится описание опытного ма­кета танка.

 

Требования к подвижности танков непрерывно возрастают. Предполагается, что средняя скорость танка ближайшего будущего при движении по сухим грунтовым дорогам должна достигать 50…55 км/ч. Для достижения такой скорости удельная мощность танка должна быть не менее 21...23 кВт/т, а максимальная скорость, обеспечиваемая скоростным диапазоном трансмиссии 80…90 км/ч.

Преодоление естественных препятствий и искусственных заграждений, проделывание проходов при помощи навесного и встроенного оборудования требуют дополнительного увеличения мощности силовой установки.

Защита от противотанковых средств достигается различными путями, но основным является совершенствование тактических способов боевого применения танков. В последние годы за рубежом

Ведутся активные исследования концепции нового поколения танков. Одной из важных мер рассматривается повышение подвижности с целью  защиты танка за счет маневрирования под огнем. Исследования показывают, что за счет защитного маневрирования на поле боя вероятность попадания в танк снижается в 2-4 раза, защищенность повышается в 1,5-2 раза. Это относится в особенности к защите от управляемых ракет.

Повышение параметров тактической подвижности требует существенного роста удельной мощности и высоких характеристик разгона и торможения, качественного улучшения условий движения задним ходом, надежной управляемости в сочетании хорошей обзорностью с места водителя.

По оценке отдельных специалистов, для достижения параметров маневрирования, обеспечивающих заметный вклад в защищенность, необходимо обеспечить удельную мощность танка 29...32,5 кВт/т.

Таким образом, для увеличения подвижности танка с прогнозируемой массой требуется силовая установка мощностью 1320...1470кВт. Рассмотрим возможные направления создания двигателей повышенной мощности. Для повышения мощности силовой установки с турбопоршневым двигателем имеются два пути: форсирование по среднему эффектному давлению и кратковременное периодическое форсирование.

Анализ первого направления показывает, что высокие параметры быстроходности современных танковых двигателей исключают возможность их форсирования по частоте вращения, поскольку при этом снижается безотказность и долговечность. Путь повышения мощности за счет увеличения рабочего объема цилиндров приводит к росту массогабаритных показателей и также неприемлем.

С повышением мощности двигателя затрудняется создание системы охлаждения, ухудшается топливная экономичность, возникает проблема устойчивости рабочего процесса и пуска при высоких значениях давления наддува.

При существующих компоновочных схемах моторно-трансмиссионного отделения танка создание дизеля мощностью 1320...1470 кВт представляется весьма проблематичным, потребует длительного времени и значительных материальных затрат на его разработку и последующую организацию серийного производства.

Второе направление - кратковременное форсирование вызывает меньшие трудности. Исследования  тепловой инерции цилиндропоршневой груп­пы, головок блока и выпускных коллекторов показывают, что практически любой из двигателей современных ВГМ можно форсировать на 20…30 % мощности в течение 15…30 с.

В дальнейшем, при выполнении комплекса исследований, связанных с применением турбонаддува, новых материалов, улучшением конструкции теплонагруженных деталей и систем управления, можно рассчитывать на форсирование   мощности двигателя до 50…60% в течение 1…1,5 мин [1].

Однако метод кратковременного форсирования является, по сути, разовым приемом и его применение в зависимости от дорожных условий или конк­ретной обстановки на поле боя практически невоз­можно. Его периодичность и длительность строго регламентированы и определяются тепловым сос­тоянием двигателя, не связанным с конкретными потребностями, диктуемыми боевой обстановкой. Для решения рассматриваемой проблемы не­обходимо также учитывать загрузку двигателя. По данным эксплуатации, она колеблется и широких пределах, при высокой вероятности неполной за­грузки двигателя. Статистические данные по рас­пределению времени работы двигателей современ­ных серийных танков мощностью 515…736 кВт на различных эксплуатационных режимах показыва­ют, что 60% времени составляет работа на внеш­ней характеристике, 7 - в тормозном режиме и 33% - на частичных характеристиках [2].

Высокие динамические качества танков в ука­занном диапазоне мощностей в сочетании с хоро­шей топливной экономичностью при малой загруз­ке можно обеспечить двигателями с двумя уровня­ми мощности.

Второй, нижний, уровень мощности необходим для экономичной эксплуатации танка при ограниченной скорости движения и сравни­тельно легких дорожных условиях [3].

Для танкового дизеля со всережимным регули­рованием два уровня мощности обеспечиваются ре­гулятором с управляемой внешней характеристи­кой. Двигатель с двумя уровнями мощности дает хорошую топливную экономичность, но не решает всех проблем.

Силовую установку с удельной мощностью, до­статочной для обеспечения танку высоких пара­метров подвижности при удовлетворительной топ­ливной экономичности, можно создать из двух одинаковых двигателей умеренной мощности.

В истории советского и зарубежного танкостро­ения известны примеры силовых установок с двумя двигателями. Во время второй мировой войны та­кие установки применялись на советских легких танках Т-70 и самоходных орудиях СУ-76М, а так­же на американских танках M-4A1 и М-24. В пос­левоенные годы силовая установка с двумя двига­телями нашла применение па шведском танке Strv-10З и отечественных бронетранспортерах БТР-60 и БТР-70.

Для отечественного танка может быть примене­на силовая установка (рис. 1) с двумя одинаковы­ми двигателями 7, размещенными в средней части танка, бортовыми гидрообъемно-механическими трансмиссиями 4 и гидрообъемным приводом меха­низма поворота 8. Механизм реверса 6 обеспечива­ет возможность движения передним и задним хо­дом с одинаковыми скоростями.

Каждый из двигателей развивает мощность 590…660 кВт с кратковременным форсированием до 740 кВт. Таким образом, общая мощность сило­вой установки достигает 1180…1320 кВт, а удель­ная мощность макета 33…37 кВт/т. Это позволит обеспечить удельную мощность танку равную 29 кВт/т. Отпадет необходимость длительной раз­работки нового танкового двигателя большой мощ­ности. Предлагаемая схема повышает долговечность и топливную экономичность силовой уста­новки за счет рационального использования мощ­ности одного или обоих двигателей.

Схема шасси танка с силовой  установкой, имеющей два двигателя

 

Рис. 1. Схема шасси танка с силовой  установкой, имеющей два двигателя:

1- ведущее колесо; 2 - направляющее колесо;   3 – бортовой редук­тор;  4 - гидрообъемно-механическая трансмиссия;  5 - редуктор ГОП; 6 - реверс с понижающим редуктором;   7 - двигатель;  8 -гидрообъемный привод механизма поворота

Ходовой макет шасси танка с силовой  установкой с двумя двигателями и 4-гусеничной ходовой частью:

Рис. 2. Ходовой макет шасси танка с силовой  установкой с двумя двигателями и 4-гусеничной ходовой частью:

1 - кабина, 2 - передняя часть; 3 - задняя часть.

 

Расположенная в средней части танка, впереди боевого отделения, силовая установка обеспечивает дополнительную защиту экипажа. Четырехгусеничная ходовая часть, обусловленная такой компоновочной схемой, существенно повысит живучесть танка при минном подрыве. Увеличению живучести способствует также раздельное исполнение систем, обслуживающих каждый двигатель.

На базе танка с двумя двигателями можно создать семейство машин с использованием одного или двух двигателей в зависимости от типа и назначения машины, от массы и мощности, потребляемой навесным оборудованием.

Необходимо отметить, что схема танка с двигателями и четырьмя гусеницами требует  специальных исследований. Одной из проблем является разработка системы управления двумя двигателями, их согласование в различных режимах движения. Требуется исследование поворотливости танка, потерь мощности в трансмиссии и ходовой части, а также ряд других вопросов. Этим работам должна предшествовать оценка боевой эффективности танка с учетом его взаимодействия со всем комплексом машин поддержки, сопровождения обеспечения.           

Для проверки принципиальных вопросов управления 2-двигательной силовой установкой, а также условий работы и характеристик 4-гусеничной ходовой части создан ходовой макет шасси (рис. 2).

Макет изготовлен па базе двух танков Т-64А с двигателем 5ТДФ. У танков вырезана верхняя часть корпуса с боевыми отделениями; отделение управления и моторно-трансмиссионное связанны в единый модуль. Соединенные кормовыми частями, они образуют ходовой макет с двумя двигателями и четырьмя гусеничными обводами.

Масса макета 35,6 т. Бортовые редукторы задней части макета модернизированы так, что они обеспечивают движение со скоростью, соответствующей ско­рости движения передней части. В передней части макета установлена система управления двигателями. Она осуществляется дистанционно из кабины.

Вывод. Для повышения мощности силовой установки можно использовать два двигателя. Испытания макета танка с двумя двигателями позволят оценить целесообразность этого принципа.

 

Список литературы

Руденко А. Г., Павлова Л. А. Теплонапряженность де­талей газовыпускного тракта при форсировании   дизеля // Вестник бронетанковой техники. 1987. № 1. С. 46—49.

Силин Н. В., Староверов А. Е., Сысоев В. С. Повыше­ние экономичности двухтактного дизеля регулированием при­вода турбокомпрессора // Вопросы оборонной техники. Сер. 6. 1986. Вып. 4, С. 8—12.

Калинина-Иванова Е. В. Пути повышения топливной экономичности танка // Вестник бронетанковой техники. 1986. М 6.