"Transportar aire blindado es caro": pasión por el motor diesel tanque 5TDF
5TDF. Fuente: autocentre.ua
Tres héroes
Como sabes, domestico tanque La construcción del motor se basó en tres diseños clave: V-2, 5TDF y GTD-1000. Más notablemente, todos los motores llegaron al compartimiento de transmisión del motor del tanque desde aviación... Especialistas del Instituto Central de Motores de Aviación (TsIAM) participaron directamente en el desarrollo de motores diésel V-2 y 5TDF. Sucedió en el período anterior a la guerra que los primeros motores diésel de alta velocidad AN-1 y AD-1 se desarrollaron para aviones. Por cierto, el bloque de cilindros del V-2 V-XNUMX se fundió con una aleación de aluminio. Este saludo de los aviadores le costó caro a la industria nacional durante los años de guerra. Especialmente en el contexto de una falta crónica de aluminio.
Diesel V-2, el predecesor del 5TDF. Fuente: vitalykuzmin.net
La turbina de gas GTD-1000T para la familia T-80 tampoco oculta su pasado aeronáutico. La planta de energía para el tanque se desarrolló en la oficina de diseño de aviación de Klimov basada en un motor de helicóptero.
Cabe señalar que todos los motores de tanque no tenían precedentes para la industria nacional y mundial. Con el legendario y primero de su tipo motor diésel B-2, los tanques soviéticos atravesaron toda la guerra y tomaron Berlín por asalto. No importa cuántos críticos rencorosos digan que los alemanes pudieron crear su propio motor diesel para la "familia de gatos", pero simplemente no lo consideraron necesario, el V-2 realmente aumentó cualitativamente las características operativas tanto del T-34 como del KV. / IS familia.
Otra cosa es que el motor no siempre se ensambló con alta calidad por razones bastante objetivas: la evacuación de empresas especializadas y recursos laborales poco calificados. V-2 en varias modificaciones todavía está funcionando tanto en el campo civil como en el militar. Baste recordar el tanque T-90 bastante moderno, equipado con un V-2 modernizado bajo el nombre V-92S2. Si lo comparamos con el primer prototipo del motor diesel de tanque BD-2, construido en Jarkov a principios de los años 30, los parámetros básicos del descendiente no han cambiado. Las dimensiones de los cilindros y pistones se mantuvieron iguales, así como el volumen de trabajo de 38,17 litros.
En casi noventa años, la potencia ha pasado de los 400 litros. de. hasta 1000 l. de. (debido a la sobrealimentación y al aumento de las revoluciones), el consumo específico de combustible y las dimensiones del motor han disminuido. Además, el ciclo de vida medio de un motor de combustión interna no suele superar los 25 años. Y hay total confianza en que los descendientes del B-2 celebrarán el centenario en las unidades de tanques del ejército ruso.
Lo más interesante es que el V-2 le debe una vida tan larga al innovador motor diesel tanque Kharkov 5TDF para su época.
Но обо всем по порядку.
Requisitos para la "maleta"
5TDF es una verdadera caja de secretos. En un motor diésel, el operador de motores de aeronaves de CIAM, A.D. Charomsky, ha combinado muchas innovaciones con un objetivo: lograr la densidad de potencia más alta del mundo. Al mismo tiempo, era muy deseable conseguir un motor de tamaño muy similar al de una maleta. Para poder "ponerlo" en la parte inferior del compartimento del motor, e instalar el sistema de refrigeración en la parte superior. Esto, a su vez, permitió construir un tanque con una silueta baja. Fue entonces cuando se estaba desarrollando el "Object 432", el futuro T-64. Todo esto requirió una densidad de empaque extremadamente alta de todas las unidades.
Como al diseñador jefe de la Oficina de Diseño de Jarkov, A.A. Morozov le gustaba decir a sus subordinados:
"Recuerde, llevar aire blindado es muy caro".
¿Qué eligieron finalmente los ingenieros para crear un motor tan controvertido?
En primer lugar, un esquema con dos cigüeñales y cilindros ubicados horizontalmente, en el que los pistones se mueven en diferentes direcciones. Es decir, el uno hacia el otro o el uno del otro. Naturalmente, dado que hay dos pistones en un cilindro a la vez, ¿dónde encontrar el lugar para las válvulas? Por supuesto, este problema se puede resolver en principio, pero invariablemente conducirá a un aumento en la masa y las dimensiones de la central eléctrica. Por lo tanto, se decidió detener en un ciclo de dos tiempos con soplado de ranuras de flujo directo. Esto hizo posible lograr la alta capacidad de litros que tanto se necesitaba.
Inicialmente, el motor diesel de cinco cilindros 5TD desarrollaba 600 hp. con., posteriormente se dispersó a 700 litros. de. en la versión de serie 5TDF. Parámetros similares fueron dados por las variantes B-2, pero con 12 cilindros, una mayor masa y un volumen de trabajo de 38,17 litros frente a los 13,6 litros del 5TDF. Estos son indicadores sobresalientes incluso ahora, pero para 1955, cuando se aprobó el proyecto técnico del motor de Jarkov, fue simplemente fantástico.
5TDF. Fuente: armour.kiev.ua
La colección de nuevos productos del motor Jarkov también incluye un sistema de enfriamiento de alta temperatura, en el que el anticongelante funcionaba a 115 grados.
Por un lado, esto aumentó la eficiencia de combustión de la mezcla de combustible en los cilindros: había menos hidrocarburos no quemados en las superficies de trabajo. Además, el "motor caliente" permitió prestar menos atención a la temperatura ambiente. Un motor útil podría funcionar normalmente a 55 grados; el sistema de enfriamiento por expulsión funcionó bastante bien.
Por otro lado, el grupo cilindro-pistón 5TDF operó en condiciones de temperatura muy severas, lo que no podía dejar de afectar el recurso y la confiabilidad. También se logró una alta potencia del motor debido a las altas presiones de inyección de aire en los cilindros. Los ingenieros optaron por un cigüeñal exótico y un sistema de propulsión por turbina de gases de escape. El resultado fue un compresor híbrido, en el que el eje central giraba hasta 35 mil rpm y la turbina en sí hasta 22 mil. Al mismo tiempo, el motor mismo aceleraba a un máximo de 3 mil rpm.
Tales velocidades de rotación frenéticas requerían una precisión extrema en la fabricación y los cálculos. Recordemos que fue a finales de los 50, y los fabricantes de motores nacionales acababan de dominar la producción, a diferencia del V-2 más simple.
Ejemplo británico
Vale la pena interrumpir el hilo de la narrativa por el bien de una historia sobre la comparación de la serie 5TDF con sus contrapartes extranjeras.
Sí, la disposición con dos cigüeñales y pistones moviéndose uno hacia el otro no fue única. En Gran Bretaña, los tanques Chieftain estaban equipados con un motor Leyland L-60 de un diseño similar, y el Rolls-Royce K-430 estaba montado en el vehículo blindado de transporte de personal con orugas FV60. Esta técnica cayó en manos de ingenieros en Kubinka, cerca de Moscú, a finales de los años 60 y fue probada a fondo.
Solo había un objetivo: encontrar formas de mejorar la confiabilidad y la capacidad de fabricación del 5TDF nacional en los trofeos británicos. En ese momento, tanto los militares como los fabricantes de motores tuvieron tiempo de sufrir con una innovación en todos los sentidos del diseño del motor.
Un diseño relacionado es el Leyland L60. Fuente: en.wikipedia.org
Al final resultó que, el motor Kharkov en términos de potencia específica es 1,5-2 veces más eficiente que el Leyland L-60 y Rolls-Royce K-60. Pero al mismo tiempo, la intensidad laboral de la producción de motores extranjeros es 49% (L-60) y 23% (K-60) menor que la intensidad laboral de ensamblar 5TDF.
Con el debido respeto al personal de ingeniería de Charomsky y Morozov, ¿podría haber sido posible desarrollar un motor tan complejo para una industria que apenas se había recuperado de las consecuencias de la guerra total?
Por ejemplo, los pistones de los motores británicos constan de 15 partes, y en un motor de Jarkov, ¡cada pistón se ensambla a partir de 42 partes! En la camisa del cilindro en la correa de purga (una característica del motor de dos tiempos), el L-60 tiene solo 14 ventanas de "ventilación", el K-60 tiene 10 y el 5TDF tiene 136 a la vez. Los extranjeros solo tenían 32 piezas para sus propulsores de sobrealimentadores. Los residentes de Kharkiv suministraron el motor con un diseño complejo, que consta de 180 piezas. Por un lado, los motores de Gran Bretaña mostraron simplicidad e incluso primitividad en comparación con 5TDF.
Es halagador darse cuenta de que los fabricantes de motores nacionales de mediados del siglo pasado estaban por delante de las empresas líderes del mundo. El motor de Jarkov era mucho más perfecto en casi todos los aspectos.
Por otro lado, los ingenieros no tomaron en cuenta completamente las capacidades de producción de la planta de Jarkov y, lo más importante, se olvidaron de la realidad de los motores en funcionamiento. En las unidades de combate, se requería de mecánicos de conducción altamente calificados para trabajar con equipos tan complejos.
Y este se convirtió en el principal problema del motor Jarkov.
Continuará ...
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