De camino al T-80: motores de turbina de gas de tanque.
En los años cincuenta del siglo pasado, los motores de turbina de gas (GTE) de diversas clases fueron ampliamente utilizados. Motores turborreactores sincronizados Aviación a velocidades supersónicas, y locomotoras y barcos con los primeros modelos de motores de turbina de gas se movieron a lo largo del agua y los ferrocarriles. Se hicieron intentos para equipar tales motores y camiones, sin embargo, estos experimentos no tuvieron éxito. Dichas centrales eléctricas, con todas sus ventajas (eficiencia en el modo de funcionamiento nominal, compacidad y la capacidad de utilizar varios tipos de combustible) no carecían de inconvenientes. En primer lugar, esto es demasiado consumo de combustible durante la aceleración o el frenado, lo que finalmente determinó el nicho en el que los motores de turbina de gas encontraron su aplicación. Uno de los resultados de varios experimentos con dicha planta de energía fue el tanque soviético T-80. Pero alcanzar la fama mundial estuvo lejos de ser fácil. Pasaron casi dos décadas desde el comienzo del trabajo sobre la creación de un motor de turbina de gas de tanque hasta el comienzo de su producción en masa.
Primeros proyectos
La idea de hacer un tanque con una planta de energía de turbina de gas apareció incluso cuando nadie estaba pensando en el proyecto T-80. De vuelta en 1948, la oficina de diseño de producción de turbinas de la planta de Leningrado Kirov comenzó a trabajar en un proyecto para un motor de potencia de tanque con una capacidad de potencia de 700. Desafortunadamente, el proyecto estaba cerrado por desesperanza. El hecho es que el potente motor 700, según los cálculos, consumió una cantidad extremadamente grande de combustible. Consumo reconocido demasiado grande para uso práctico. Un poco más tarde, se hicieron repetidos intentos para diseñar otros motores de esta clase, pero tampoco dieron ningún resultado.
En la segunda mitad de los años cincuenta, los diseñadores de Leningrado crearon otro motor que llegó a la etapa de ensamblaje del prototipo. El GTE-1 resultante no estaba equipado con un intercambiador de calor y proporcionó una potencia de hasta mil caballos de fuerza con el consumo de combustible en 350-355 g / hp. Pronto, sobre la base de este motor se realizaron dos modificaciones: GTD1-Gv6 con un intercambiador de calor estacionario y GTD1-Gv7 con un giratorio. Desafortunadamente, a pesar de algunos avances, los tres modelos GTE tuvieron un consumo de combustible superior al estimado. No fue posible mejorar este parámetro, por lo que se cerraron los proyectos.
En general, todos los primeros proyectos de GTE para tierra, incluidos los vehículos con seguimiento, no fueron particularmente exitosos. Todos ellos no pudieron llegar a la producción en masa. Al mismo tiempo, durante el desarrollo y las pruebas de nuevos motores, fue posible encontrar muchas soluciones técnicas originales nuevas, así como también recopilar la información necesaria. En este momento, se habían formado dos tendencias principales: intentos de adaptar el motor del avión para su uso en tanque y hacer un motor especial de turbina de gas.
A principios de los años sesenta, hubo varios eventos que afectaron positivamente toda la dirección. Primero, el Instituto de Investigación de Motores (NIID) propuso varias variantes del compartimiento del motor para el tanque T-55. Se propusieron dos variantes de un motor de turbina de gas, que difieren entre sí en cuanto a potencia y consumo de combustible. En abril de 1961 años llegó una orden correspondiente la dirección del país, según el cual NIID tuvo que continuar el trabajo iniciado en el proyecto y en la Planta de Tractores de Chelyabinsk para crear una oficina de diseño especial dedicada GTD excepcionalmente temática.
Motores de chelyabinsk
La nueva oficina recibió el índice OKB-6 y unió fuerzas con el Instituto del Motor. El resultado del diseño fue el proyecto del CCD-700. Con potencia hasta 700 HP. Este motor consumía 280 g / hp.h, que estaba cerca de los valores requeridos. Las características tan altas para su tiempo se debieron a una serie de soluciones originales. En primer lugar, es necesario tener en cuenta el diseño del intercambiador de calor, cuyos canales fueron optimizados en términos de sección transversal y caudales de gas. Además, un nuevo filtro de aire tipo ciclón de una sola etapa, que retenía hasta un 97% de polvo, tuvo un efecto beneficioso en el funcionamiento del motor. En 1965, comenzaron las pruebas de las dos primeras muestras de GTE-700. El funcionamiento de los motores en el stand mostró todas las ventajas de las soluciones aplicadas y también permitió identificar y corregir los problemas a tiempo. Pronto, se montaron otros tres motores GTD-700, uno de los cuales se instaló posteriormente en el tanque experimental "Objeto 775T". En marzo, el primer lanzamiento de un motor de turbina de gas en un tanque tuvo lugar en 1968, y los ensayos en el mar comenzaron unos días después. Hasta abril del próximo año, el tanque experimental viajó alrededor de 900 kilómetros con un tiempo de operación del motor de aproximadamente 100 horas.
A pesar de los éxitos, en el 1969, se completaron las pruebas del motor GTE-700. En ese momento, se trabajó en el tanque de misiles 775 Object y, como resultado, se detuvo la modificación de la turbina de gas. Sin embargo, el desarrollo del motor no se ha detenido. De acuerdo con los resultados de las pruebas, los empleados de NIID realizaron varios estudios y llegaron a conclusiones positivas. Al final resultó que, el diseño del CCD-700 permitió llevar la potencia al nivel del orden de 1000 hp, y reducir el consumo de combustible a 210-220 g / hp.h. La modificación de la perspectiva del motor recibió la designación GTD-700M. Sus características de diseño parecían prometedoras, lo que llevó a nuevos desarrollos. VNIITransmash (renombrado VNII-100) y la oficina de diseño de LKZ intentaron instalar la GTD-700М en los tanques “Objeto 432” y “Objeto 287”. Sin embargo, no se lograron resultados prácticos. El compartimiento del motor del primer tanque no era lo suficientemente grande como para acomodar todas las unidades de la planta de energía, y el segundo proyecto pronto se cerró por desesperanza. En este historia Motor GTD-700 sobre.
GTD-3 para el "Objeto 432"
Simultáneamente con NIID y diseñadores Chelyabinsk en sus proyectos GTD trabajó en Omsk OKB-29 (actualmente Omsk Engine Design Bureau) y el Leningrado OKB-117 (Planta. Klimov). Vale la pena señalar que el enfoque principal de estas empresas fue la adaptación de los motores de los aviones a las "necesidades" de los tanques. Este hecho se debe a una serie de características de los motores resultantes. El motor de turboeje GTE-3 desarrollado en Omsk fue uno de los primeros en someterse al procesamiento. Después de la adaptación para su uso en el tanque, recibió un nuevo índice GTD-3T y perdió algo de potencia, de 750 a 700 hp. El consumo de combustible en la versión del tanque fue 330-350 g / hp.h. Dicho consumo de combustible era demasiado alto para el uso práctico del motor, pero el GTD-3T todavía estaba instalado en el diseño del tren de rodaje, cuya base era el tanque T-54. Más tarde, se realizó un experimento similar con el tanque T-55 (proyecto VNII-100) y con el "Objeto 166TM" (el proyecto Uralvagonzavod). Cabe destacar que después de probar su prototipo, los diseñadores de Tagil llegaron a la conclusión de que no sería conveniente continuar trabajando en temas relacionados con las turbinas de gas y regresar a la creación de tanques a diesel.
En el 1965, el OKB-29 100 y-Instituto recibió la tarea de finalizar el motor GTD-3T para su uso en un tanque "Object 432», que pronto fue adoptado bajo la designación T-64. Durante esta revisión, el motor recibió una nueva designación del CCD-3TL y varios cambios de diseño. El diseño del compresor y la carcasa de la turbina cambiaron, apareció un sistema de desvío de gas después de que apareciera el compresor, se crearon dos nuevas cajas de engranajes (una en la unidad del motor, la otra en el cuerpo del tanque) y se alteró el tubo de escape. Teniendo dimensiones relativamente pequeñas, el motor GTD-3ТL encajó bien en el compartimiento del motor y la transmisión del Objeto 432, mientras que los tanques adicionales encajan en los volúmenes libres para litros de combustible 200. Vale la pena señalar que el tanque MTO tuvo que instalar no solo un nuevo motor, sino también una nueva transmisión adaptada para trabajar con un motor de turbina de gas. El par motor se transmitió a la caja de cambios principal y se distribuyó a dos cajas de engranajes planetarios a bordo. En el diseño de la nueva transmisión, los detalles del sistema 432 Object original fueron ampliamente utilizados. Debido a los requisitos específicos del motor para el suministro de aire, fue necesario rediseñar el equipo para la conducción bajo el agua, incorporando alimentación de aire y tubos de escape de mayor diámetro.
En el curso del diseño del motor GTD-3TL, para probar algunas ideas, se instaló el motor GTD-55Т en el tanque T-3. Se comparó un tanque con un motor de turbina de gas con un vehículo blindado similar equipado con un motor diesel B-55 estándar. Como resultado de estas pruebas, todos los cálculos preliminares fueron confirmados. Por lo tanto, la velocidad promedio de un tanque experimentado resultó ser un poco más alta que la velocidad en serie, pero esta ventaja tuvo que ser pagada en 2,5-2,7 por un mayor consumo de combustible. Al mismo tiempo, en el momento de las pruebas comparativas, no se lograron las características requeridas. En lugar del necesario 700 hp GTD-3TL produjo solo 600-610 y quemó el orden de 340 g / hp, en lugar del 300 requerido. El aumento del consumo de combustible ha llevado a una seria reducción en la reserva de energía. Finalmente, el recurso en el reloj 200 no alcanzó ni la mitad del conjunto 500. Las deficiencias identificadas se tuvieron en cuenta y pronto apareció un proyecto completo de CCD-3ТL. Al final de 1965, OKB-29 y VNII-100 completaron conjuntamente el desarrollo de un nuevo motor. La base para ello no era el tanque GTE-3T, sino la aviación GTD-3F. El nuevo motor desarrollado potencia hasta 800 HP. y no consume más de 300 g / hp. En 1965-66, se fabricaron y probaron dos motores nuevos en el "Objeto 003", que era un "Objeto 432 modificado".
Simultáneamente con la prueba del tanque, "Object 003" se desarrolló el "Object 004" y la planta de energía para ello. Se suponía que debía usar el motor GTD-3TP, que tenía más potencia en comparación con el GTD-3TL. Además, el motor con el índice "TP" no debía colocarse a través del casco del tanque, sino a lo largo, lo que resultó en el reensamblaje de algunas unidades. Los principales caminos de desarrollo siguieron siendo los mismos, pero sus matices sufrieron ciertas correcciones relacionadas con los problemas identificados de los motores de turbina de gas. Tuvimos que modificar seriamente el sistema de admisión y filtración de aire, así como los gases de escape. Otra pregunta seria se refería al enfriamiento eficiente del motor. La creación de una nueva transmisión, la mejora del rendimiento y la duración del servicio a las horas 500 requeridas también siguieron siendo relevantes. Al diseñar el motor y la transmisión para el tanque "Object 004", intentamos ensamblar todas las unidades de tal manera que pudieran caber en el MTO con modificaciones mínimas.
El techo del compartimiento del motor y la hoja de popa del casco blindado sufrieron los mayores cambios. El techo estaba hecho de una lámina relativamente delgada y liviana con ventanas en las que se colocaba la rejilla de admisión de aire. En la popa había agujeros para la emisión de gases del motor y aire del sistema de refrigeración. Para aumentar la supervivencia de estos agujeros cubiertos con una tapa blindada. Los motores y algunas unidades de transmisión se montaron en un bastidor recientemente desarrollado, que se montó en un casco blindado sin ninguna modificación a este último. El motor mismo se instaló longitudinalmente, con un ligero cambio del eje del tanque hacia la izquierda. Junto a él están las bombas de combustible y aceite, los sistemas de limpieza de aire con ciclón de flujo recto 24, un compresor, un generador de arranque, etc.
El motor GTD-3TP podría entregar potencia hasta 950 hp. al consumo de combustible en 260-270 g / hp, h. Un rasgo característico de este motor era su esquema. A diferencia de los motores anteriores de la familia GTD-3, se hizo en un sistema de dos ejes. El motor se acopló con una transmisión de cuatro velocidades, diseñada teniendo en cuenta las cargas típicas de un motor de turbina de gas. Según los cálculos, la transmisión podría funcionar durante toda la vida útil del motor, hasta 500 horas. Las cajas de engranajes a bordo eran del mismo tamaño que el "Objeto 432" original y se colocaron en las ubicaciones originales. Las unidades de control del motor y la transmisión en la mayoría de ellas estaban ubicadas en los lugares antiguos.
Por lo que se sabe, el "Objeto 004" se ha mantenido en los dibujos. En el curso de su desarrollo, logramos resolver varios problemas importantes, así como determinar planes para el futuro. A pesar de la disminución de la visibilidad del tanque con el CCD en el espectro infrarrojo, la calidad mejorada de la limpieza del aire, la creación de una transmisión especial, etc., el consumo de combustible se mantuvo en un nivel inaceptable.
GTD desde Leningrado
Otro proyecto que comenzó en 1961 fue la investigación de Leningrado sobre las perspectivas del motor de turboeje GTD-350. Leningrado Kirov Planta y planta. Klimov comenzó a estudiar conjuntamente la pregunta que se les planteaba. Como el stand en sí para la primera investigación, se utilizó el tractor serie K-700. El motor GTD-350 se instaló en él, para trabajar con el cual fue necesario modificar un poco la transmisión. Pronto comenzó otro experimento. Esta vez, el transportista blindado de personal BTR-50П se convirtió en la “plataforma” para el motor de turbina de gas. Los detalles de estas pruebas no se hicieron públicos, pero se sabe que, en función de sus resultados, el motor GTD-350 se reconoció como adecuado para su uso en vehículos terrestres.
En su base, se crearon dos variantes del motor GTD-350T, con y sin intercambiador de calor. Sin un intercambiador de calor, un motor de turbina de gas de doble eje con una turbina libre desarrolló potencia hasta 400 hp. y tenía un consumo de combustible de 350 g / hp. La versión con intercambiador de calor fue significativamente más económica, no más que 300 g / hp, aunque perdió en la potencia máxima del orden de 5-10 hp. Sobre la base de dos variantes del motor GTE-350T, se fabricaron unidades de potencia para el tanque. Al mismo tiempo, en vista de la potencia relativamente baja, se consideraron variantes con el uso de uno o dos motores. Como resultado de las comparaciones, la unidad con dos motores GTE-350T ubicados a lo largo del casco del tanque fue considerada la más prometedora. En 1963, comenzó el ensamblaje de un prototipo de una planta de energía de este tipo. Se instaló en el chasis de un tanque experimental de misiles 287 Object. La máquina resultante fue llamada el "Objeto 288".
En los años 1966-67, este tanque fue probado en fábrica, donde confirmó y corrigió las características de diseño. Sin embargo, el principal resultado de los viajes al vertedero fue el entendimiento de que las perspectivas para el sistema de motores gemelos son dudosas. La planta de energía con dos motores y la caja de engranajes original resultaron ser más difíciles de fabricar y operar, así como más caros que un GTE de potencia equivalente con una transmisión convencional. Se hicieron algunos intentos para desarrollar un esquema de dos motores, pero al final los diseñadores de la LKZ y la planta recibieron su nombre. Klimov dejó de trabajar en esta dirección.
Cabe señalar que los proyectos GTD-350T y “Objeto 288” se cerraron solo en el año 1968. Hasta ese momento, ante la insistencia del cliente en la persona del Ministerio de Defensa, se llevaron a cabo pruebas comparativas de varios tanques a la vez. Asistieron el diesel T-64 y el "Objeto 287", así como la turbina de gas "Objeto 288" y el "Objeto 003". Las pruebas fueron severas y se llevaron a cabo en diferentes lugares y en diferentes condiciones climáticas. Como resultado, resultó que con las ventajas existentes en términos de dimensiones o potencia máxima, los motores de turbina de gas existentes son menos adecuados para el uso práctico que los motores diesel dominados en la producción.
Poco antes de la terminación del trabajo sobre el tema de los motores gemelos, los diseñadores LKZ y Plantlos. Klimov realizó dos proyectos de borrador que implicaban la instalación de una instalación emparejada en el tanque del "Objeto 432" con motores GTD-T avanzados con una potencia 450 HP. Se consideraron varias opciones para ubicar motores, pero al final ambos proyectos no continuaron. Las unidades de potencia gemelas eran inconvenientes para el uso práctico y ya no se usaban.
Motor para T-64A
Adoptado en los años sesenta, el tanque T-64A, con todas sus ventajas, no estuvo exento de inconvenientes. Un alto grado de novedad y algunas ideas originales causaron problemas técnicos y operativos. Muchas quejas causaron el motor 5TDF. En particular, y debido a ellos, se decidió comprometerse seriamente con el GTE prometedor para este tanque. En 1967, apareció una resolución correspondiente del liderazgo del país. En ese momento, ya existía cierta experiencia en equipar el tanque del objeto 432 con una planta de energía de turbina de gas, por lo que los diseñadores no tenían que empezar de cero. En la primavera del año 1968 en la planta de Leningrado ellos. Klimov convirtió el trabajo de diseño en el motor GTD-1000T.
El principal problema al que se enfrentaban los diseñadores era reducir el consumo de combustible. Los matices restantes del proyecto ya han sido resueltos y no necesitaron tanta atención. Propusieron mejorar la eficiencia de varias maneras: aumentar la temperatura de los gases, mejorar el enfriamiento de los elementos estructurales, modernizar el intercambiador de calor y también aumentar la eficiencia de todos los mecanismos. Además, al crear el CCD-1000T, se aplicó un enfoque original: un grupo combinado de 20 de sus empleados, que representan a cada organización, fue responsable de coordinar las actividades de varias empresas involucradas en el proyecto.
Gracias a este enfoque, pudimos determinar rápidamente la apariencia específica de un motor prometedor. Por lo tanto, los planes incluyeron la creación de un motor de turbina de gas de tres ejes con un turbocompresor de dos etapas, una cámara de combustión anular y un aparato de boquilla refrigerada. La turbina de potencia es de una sola etapa con un aparato de boquilla ajustable en frente. El diseño del motor GTD-1000T introdujo de inmediato una caja de engranajes de reducción incorporada, que podría convertir la rotación de la turbina de potencia a una velocidad de aproximadamente 25-26 mil rpm en 3-3,2 mil. El eje de salida de la caja de engranajes se colocó de tal manera que pudiera transferir el par a la tabla. Transmisión "Objeto 432" sin partes de transmisión adicionales.
A sugerencia de los empleados de VNIITransmash, se usó un bloque de ciclones de flujo directo para limpiar el aire entrante. La eliminación del polvo separado del aire era responsabilidad de ventiladores centrífugos adicionales, que, además, eran soplados por radiadores de aceite. El uso de un sistema de purificación de aire tan simple y efectivo llevó a la falla del intercambiador de calor. En el caso de su uso, para lograr las características requeridas, fue necesario limpiar el aire en casi todo el 100%, lo que fue al menos muy difícil. El motor GTD-1000T sin un intercambiador de calor podría funcionar incluso si quedara en el aire hasta un 3% de polvo.
Por otro lado, vale la pena señalar el diseño del motor. Se instalaron ciclones, radiadores, bombas, tanque de aceite, compresor, generador y otras partes de la central eléctrica en el cuerpo de la unidad de turbina de gas. El monobloque resultante tenía dimensiones adecuadas para la instalación en el compartimiento del motor del tanque T-64A. Además, en comparación con la central eléctrica original, el motor GTE-1000T dejó suficiente volumen dentro del casco blindado para acomodar tanques para litros de combustible 200.
En la primavera de 1969, comenzó el ensamblaje de prototipos del T-64A con una planta de energía de turbina de gas. Curiosamente, varias empresas participaron en la creación de prototipos: las plantas de Leningrado Kirov e Izhora, la planta de Zaporozhevsky. Klimov, así como la planta de ingeniería de transporte de Kharkov. Un poco más tarde, los líderes de la industria de la defensa decidieron construir un lote experimental de tanques X-NUMX T-20A con una planta de energía de turbina de gas y distribuirlos a varias pruebas. Los tanques 64-7 se destinaron a la fábrica, 8-2 para rellenos sanitarios, y las máquinas restantes tuvieron que pasar pruebas de tropa en diferentes condiciones.
Durante varios meses de pruebas en las condiciones de vertederos y bases de pruebas, se recopiló la cantidad necesaria de información. Los motores GTD-1000T mostraron todas sus ventajas y también demostraron su idoneidad para el uso en la práctica. Sin embargo, surgió otro problema. Con potencia en 1000 hp. El motor no interactuó bien con el chasis existente. Su vida estaba disminuyendo notablemente. Además, para cuando terminaron las pruebas, casi todos los veinte tanques con experiencia necesitaban reparación del tren de rodaje o la transmisión.
En la linea de meta
La solución más obvia al problema fue la finalización del chasis del tanque T-64A para su uso con la GTD-1000T. Sin embargo, tal proceso podría llevar demasiado tiempo y los diseñadores de LKZ tomaron la iniciativa. En su opinión, era necesario no modernizar los equipos existentes, sino crear uno nuevo, diseñado originalmente para cargas pesadas. Así es como surgió el proyecto Objeto 219.
Como saben, a lo largo de varios años de desarrollo, este proyecto ha logrado sufrir muchos cambios. Casi todos los elementos del diseño fueron corregidos. De la misma manera, el motor del CCD-1000T y los sistemas asociados sufrieron modificaciones. Quizás el problema más importante en este momento era aumentar el grado de purificación del aire. Como resultado, muchos estudios eligieron un filtro de aire con ciclones 28 equipados con ventiladores con una forma especial de hoja. Para reducir el desgaste, algunas partes de los ciclones están recubiertas con poliuretano. Cambiar el sistema de limpieza de aire ha reducido la cantidad de polvo que ingresa al motor en aproximadamente un uno por ciento.
Incluso durante las pruebas en Asia Central, se reveló otro problema de un motor de turbina de gas. Hubo un alto contenido de sílice en el suelo y arena. Tal polvo, al entrar en el motor, se sinterizó en sus unidades en forma de una corteza vítrea. Interfirió con el flujo normal de gases en la trayectoria del motor y también aumentó su desgaste. Trataron de resolver este problema con la ayuda de recubrimientos químicos especiales, inyectando una solución especial en el motor, creando un espacio de aire alrededor de las piezas e incluso utilizando algunos materiales que colapsaron gradualmente y se llevaron el polvo quemado. Sin embargo, ninguno de los métodos propuestos ayudó. En 1973, este problema fue resuelto. Un grupo de especialistas de la Planta. Klimova propuso instalar una parte del motor que sea más susceptible a la contaminación, el aparato de boquilla, un vibrador neumático especial. Si es necesario, o después de un cierto período de tiempo, se suministró aire desde el compresor a esta unidad y la boquilla comenzó a vibrar a una frecuencia de 400 Hz. Las partículas de polvo fueron literalmente sacudidas y expulsadas por los gases de escape. Un poco más tarde, el vibrador fue reemplazado por ocho martillos de un diseño más simple.
Como resultado de todas las mejoras, finalmente fue posible llevar el motor del CCD-1000T a las horas 500 requeridas. El consumo de combustible del "Objeto 219" fue aproximadamente 1,5-1,8 veces mayor que el de los vehículos blindados con motores diesel. La reserva de energía se ha reducido en consecuencia. Sin embargo, las características técnicas y de combate agregadas del tanque "Objeto 219sp2" se reconocen como adecuadas para su adopción. En 1976, el Consejo de Ministros emitió un decreto, en el cual el tanque fue designado T-80. En el futuro, este vehículo blindado ha sufrido una serie de cambios, se crearon varias modificaciones en su base, incluso con motores nuevos. Pero esa es otra historia.
En los materiales de los sitios:
revista "Equipo y armamento: ayer, hoy, mañana ..."
http://armor.kiev.ua/
http://army-guide.com/
http://t80leningrad.narod.ru/
Primeros proyectos
La idea de hacer un tanque con una planta de energía de turbina de gas apareció incluso cuando nadie estaba pensando en el proyecto T-80. De vuelta en 1948, la oficina de diseño de producción de turbinas de la planta de Leningrado Kirov comenzó a trabajar en un proyecto para un motor de potencia de tanque con una capacidad de potencia de 700. Desafortunadamente, el proyecto estaba cerrado por desesperanza. El hecho es que el potente motor 700, según los cálculos, consumió una cantidad extremadamente grande de combustible. Consumo reconocido demasiado grande para uso práctico. Un poco más tarde, se hicieron repetidos intentos para diseñar otros motores de esta clase, pero tampoco dieron ningún resultado.
En la segunda mitad de los años cincuenta, los diseñadores de Leningrado crearon otro motor que llegó a la etapa de ensamblaje del prototipo. El GTE-1 resultante no estaba equipado con un intercambiador de calor y proporcionó una potencia de hasta mil caballos de fuerza con el consumo de combustible en 350-355 g / hp. Pronto, sobre la base de este motor se realizaron dos modificaciones: GTD1-Gv6 con un intercambiador de calor estacionario y GTD1-Gv7 con un giratorio. Desafortunadamente, a pesar de algunos avances, los tres modelos GTE tuvieron un consumo de combustible superior al estimado. No fue posible mejorar este parámetro, por lo que se cerraron los proyectos.
En general, todos los primeros proyectos de GTE para tierra, incluidos los vehículos con seguimiento, no fueron particularmente exitosos. Todos ellos no pudieron llegar a la producción en masa. Al mismo tiempo, durante el desarrollo y las pruebas de nuevos motores, fue posible encontrar muchas soluciones técnicas originales nuevas, así como también recopilar la información necesaria. En este momento, se habían formado dos tendencias principales: intentos de adaptar el motor del avión para su uso en tanque y hacer un motor especial de turbina de gas.
A principios de los años sesenta, hubo varios eventos que afectaron positivamente toda la dirección. Primero, el Instituto de Investigación de Motores (NIID) propuso varias variantes del compartimiento del motor para el tanque T-55. Se propusieron dos variantes de un motor de turbina de gas, que difieren entre sí en cuanto a potencia y consumo de combustible. En abril de 1961 años llegó una orden correspondiente la dirección del país, según el cual NIID tuvo que continuar el trabajo iniciado en el proyecto y en la Planta de Tractores de Chelyabinsk para crear una oficina de diseño especial dedicada GTD excepcionalmente temática.
Motores de chelyabinsk
La nueva oficina recibió el índice OKB-6 y unió fuerzas con el Instituto del Motor. El resultado del diseño fue el proyecto del CCD-700. Con potencia hasta 700 HP. Este motor consumía 280 g / hp.h, que estaba cerca de los valores requeridos. Las características tan altas para su tiempo se debieron a una serie de soluciones originales. En primer lugar, es necesario tener en cuenta el diseño del intercambiador de calor, cuyos canales fueron optimizados en términos de sección transversal y caudales de gas. Además, un nuevo filtro de aire tipo ciclón de una sola etapa, que retenía hasta un 97% de polvo, tuvo un efecto beneficioso en el funcionamiento del motor. En 1965, comenzaron las pruebas de las dos primeras muestras de GTE-700. El funcionamiento de los motores en el stand mostró todas las ventajas de las soluciones aplicadas y también permitió identificar y corregir los problemas a tiempo. Pronto, se montaron otros tres motores GTD-700, uno de los cuales se instaló posteriormente en el tanque experimental "Objeto 775T". En marzo, el primer lanzamiento de un motor de turbina de gas en un tanque tuvo lugar en 1968, y los ensayos en el mar comenzaron unos días después. Hasta abril del próximo año, el tanque experimental viajó alrededor de 900 kilómetros con un tiempo de operación del motor de aproximadamente 100 horas.
A pesar de los éxitos, en el 1969, se completaron las pruebas del motor GTE-700. En ese momento, se trabajó en el tanque de misiles 775 Object y, como resultado, se detuvo la modificación de la turbina de gas. Sin embargo, el desarrollo del motor no se ha detenido. De acuerdo con los resultados de las pruebas, los empleados de NIID realizaron varios estudios y llegaron a conclusiones positivas. Al final resultó que, el diseño del CCD-700 permitió llevar la potencia al nivel del orden de 1000 hp, y reducir el consumo de combustible a 210-220 g / hp.h. La modificación de la perspectiva del motor recibió la designación GTD-700M. Sus características de diseño parecían prometedoras, lo que llevó a nuevos desarrollos. VNIITransmash (renombrado VNII-100) y la oficina de diseño de LKZ intentaron instalar la GTD-700М en los tanques “Objeto 432” y “Objeto 287”. Sin embargo, no se lograron resultados prácticos. El compartimiento del motor del primer tanque no era lo suficientemente grande como para acomodar todas las unidades de la planta de energía, y el segundo proyecto pronto se cerró por desesperanza. En este historia Motor GTD-700 sobre.
GTD-3 para el "Objeto 432"
Simultáneamente con NIID y diseñadores Chelyabinsk en sus proyectos GTD trabajó en Omsk OKB-29 (actualmente Omsk Engine Design Bureau) y el Leningrado OKB-117 (Planta. Klimov). Vale la pena señalar que el enfoque principal de estas empresas fue la adaptación de los motores de los aviones a las "necesidades" de los tanques. Este hecho se debe a una serie de características de los motores resultantes. El motor de turboeje GTE-3 desarrollado en Omsk fue uno de los primeros en someterse al procesamiento. Después de la adaptación para su uso en el tanque, recibió un nuevo índice GTD-3T y perdió algo de potencia, de 750 a 700 hp. El consumo de combustible en la versión del tanque fue 330-350 g / hp.h. Dicho consumo de combustible era demasiado alto para el uso práctico del motor, pero el GTD-3T todavía estaba instalado en el diseño del tren de rodaje, cuya base era el tanque T-54. Más tarde, se realizó un experimento similar con el tanque T-55 (proyecto VNII-100) y con el "Objeto 166TM" (el proyecto Uralvagonzavod). Cabe destacar que después de probar su prototipo, los diseñadores de Tagil llegaron a la conclusión de que no sería conveniente continuar trabajando en temas relacionados con las turbinas de gas y regresar a la creación de tanques a diesel.
En el 1965, el OKB-29 100 y-Instituto recibió la tarea de finalizar el motor GTD-3T para su uso en un tanque "Object 432», que pronto fue adoptado bajo la designación T-64. Durante esta revisión, el motor recibió una nueva designación del CCD-3TL y varios cambios de diseño. El diseño del compresor y la carcasa de la turbina cambiaron, apareció un sistema de desvío de gas después de que apareciera el compresor, se crearon dos nuevas cajas de engranajes (una en la unidad del motor, la otra en el cuerpo del tanque) y se alteró el tubo de escape. Teniendo dimensiones relativamente pequeñas, el motor GTD-3ТL encajó bien en el compartimiento del motor y la transmisión del Objeto 432, mientras que los tanques adicionales encajan en los volúmenes libres para litros de combustible 200. Vale la pena señalar que el tanque MTO tuvo que instalar no solo un nuevo motor, sino también una nueva transmisión adaptada para trabajar con un motor de turbina de gas. El par motor se transmitió a la caja de cambios principal y se distribuyó a dos cajas de engranajes planetarios a bordo. En el diseño de la nueva transmisión, los detalles del sistema 432 Object original fueron ampliamente utilizados. Debido a los requisitos específicos del motor para el suministro de aire, fue necesario rediseñar el equipo para la conducción bajo el agua, incorporando alimentación de aire y tubos de escape de mayor diámetro.
En el curso del diseño del motor GTD-3TL, para probar algunas ideas, se instaló el motor GTD-55Т en el tanque T-3. Se comparó un tanque con un motor de turbina de gas con un vehículo blindado similar equipado con un motor diesel B-55 estándar. Como resultado de estas pruebas, todos los cálculos preliminares fueron confirmados. Por lo tanto, la velocidad promedio de un tanque experimentado resultó ser un poco más alta que la velocidad en serie, pero esta ventaja tuvo que ser pagada en 2,5-2,7 por un mayor consumo de combustible. Al mismo tiempo, en el momento de las pruebas comparativas, no se lograron las características requeridas. En lugar del necesario 700 hp GTD-3TL produjo solo 600-610 y quemó el orden de 340 g / hp, en lugar del 300 requerido. El aumento del consumo de combustible ha llevado a una seria reducción en la reserva de energía. Finalmente, el recurso en el reloj 200 no alcanzó ni la mitad del conjunto 500. Las deficiencias identificadas se tuvieron en cuenta y pronto apareció un proyecto completo de CCD-3ТL. Al final de 1965, OKB-29 y VNII-100 completaron conjuntamente el desarrollo de un nuevo motor. La base para ello no era el tanque GTE-3T, sino la aviación GTD-3F. El nuevo motor desarrollado potencia hasta 800 HP. y no consume más de 300 g / hp. En 1965-66, se fabricaron y probaron dos motores nuevos en el "Objeto 003", que era un "Objeto 432 modificado".
Simultáneamente con la prueba del tanque, "Object 003" se desarrolló el "Object 004" y la planta de energía para ello. Se suponía que debía usar el motor GTD-3TP, que tenía más potencia en comparación con el GTD-3TL. Además, el motor con el índice "TP" no debía colocarse a través del casco del tanque, sino a lo largo, lo que resultó en el reensamblaje de algunas unidades. Los principales caminos de desarrollo siguieron siendo los mismos, pero sus matices sufrieron ciertas correcciones relacionadas con los problemas identificados de los motores de turbina de gas. Tuvimos que modificar seriamente el sistema de admisión y filtración de aire, así como los gases de escape. Otra pregunta seria se refería al enfriamiento eficiente del motor. La creación de una nueva transmisión, la mejora del rendimiento y la duración del servicio a las horas 500 requeridas también siguieron siendo relevantes. Al diseñar el motor y la transmisión para el tanque "Object 004", intentamos ensamblar todas las unidades de tal manera que pudieran caber en el MTO con modificaciones mínimas.
El techo del compartimiento del motor y la hoja de popa del casco blindado sufrieron los mayores cambios. El techo estaba hecho de una lámina relativamente delgada y liviana con ventanas en las que se colocaba la rejilla de admisión de aire. En la popa había agujeros para la emisión de gases del motor y aire del sistema de refrigeración. Para aumentar la supervivencia de estos agujeros cubiertos con una tapa blindada. Los motores y algunas unidades de transmisión se montaron en un bastidor recientemente desarrollado, que se montó en un casco blindado sin ninguna modificación a este último. El motor mismo se instaló longitudinalmente, con un ligero cambio del eje del tanque hacia la izquierda. Junto a él están las bombas de combustible y aceite, los sistemas de limpieza de aire con ciclón de flujo recto 24, un compresor, un generador de arranque, etc.
El motor GTD-3TP podría entregar potencia hasta 950 hp. al consumo de combustible en 260-270 g / hp, h. Un rasgo característico de este motor era su esquema. A diferencia de los motores anteriores de la familia GTD-3, se hizo en un sistema de dos ejes. El motor se acopló con una transmisión de cuatro velocidades, diseñada teniendo en cuenta las cargas típicas de un motor de turbina de gas. Según los cálculos, la transmisión podría funcionar durante toda la vida útil del motor, hasta 500 horas. Las cajas de engranajes a bordo eran del mismo tamaño que el "Objeto 432" original y se colocaron en las ubicaciones originales. Las unidades de control del motor y la transmisión en la mayoría de ellas estaban ubicadas en los lugares antiguos.
Por lo que se sabe, el "Objeto 004" se ha mantenido en los dibujos. En el curso de su desarrollo, logramos resolver varios problemas importantes, así como determinar planes para el futuro. A pesar de la disminución de la visibilidad del tanque con el CCD en el espectro infrarrojo, la calidad mejorada de la limpieza del aire, la creación de una transmisión especial, etc., el consumo de combustible se mantuvo en un nivel inaceptable.
GTD desde Leningrado
Otro proyecto que comenzó en 1961 fue la investigación de Leningrado sobre las perspectivas del motor de turboeje GTD-350. Leningrado Kirov Planta y planta. Klimov comenzó a estudiar conjuntamente la pregunta que se les planteaba. Como el stand en sí para la primera investigación, se utilizó el tractor serie K-700. El motor GTD-350 se instaló en él, para trabajar con el cual fue necesario modificar un poco la transmisión. Pronto comenzó otro experimento. Esta vez, el transportista blindado de personal BTR-50П se convirtió en la “plataforma” para el motor de turbina de gas. Los detalles de estas pruebas no se hicieron públicos, pero se sabe que, en función de sus resultados, el motor GTD-350 se reconoció como adecuado para su uso en vehículos terrestres.
En su base, se crearon dos variantes del motor GTD-350T, con y sin intercambiador de calor. Sin un intercambiador de calor, un motor de turbina de gas de doble eje con una turbina libre desarrolló potencia hasta 400 hp. y tenía un consumo de combustible de 350 g / hp. La versión con intercambiador de calor fue significativamente más económica, no más que 300 g / hp, aunque perdió en la potencia máxima del orden de 5-10 hp. Sobre la base de dos variantes del motor GTE-350T, se fabricaron unidades de potencia para el tanque. Al mismo tiempo, en vista de la potencia relativamente baja, se consideraron variantes con el uso de uno o dos motores. Como resultado de las comparaciones, la unidad con dos motores GTE-350T ubicados a lo largo del casco del tanque fue considerada la más prometedora. En 1963, comenzó el ensamblaje de un prototipo de una planta de energía de este tipo. Se instaló en el chasis de un tanque experimental de misiles 287 Object. La máquina resultante fue llamada el "Objeto 288".
En los años 1966-67, este tanque fue probado en fábrica, donde confirmó y corrigió las características de diseño. Sin embargo, el principal resultado de los viajes al vertedero fue el entendimiento de que las perspectivas para el sistema de motores gemelos son dudosas. La planta de energía con dos motores y la caja de engranajes original resultaron ser más difíciles de fabricar y operar, así como más caros que un GTE de potencia equivalente con una transmisión convencional. Se hicieron algunos intentos para desarrollar un esquema de dos motores, pero al final los diseñadores de la LKZ y la planta recibieron su nombre. Klimov dejó de trabajar en esta dirección.
Cabe señalar que los proyectos GTD-350T y “Objeto 288” se cerraron solo en el año 1968. Hasta ese momento, ante la insistencia del cliente en la persona del Ministerio de Defensa, se llevaron a cabo pruebas comparativas de varios tanques a la vez. Asistieron el diesel T-64 y el "Objeto 287", así como la turbina de gas "Objeto 288" y el "Objeto 003". Las pruebas fueron severas y se llevaron a cabo en diferentes lugares y en diferentes condiciones climáticas. Como resultado, resultó que con las ventajas existentes en términos de dimensiones o potencia máxima, los motores de turbina de gas existentes son menos adecuados para el uso práctico que los motores diesel dominados en la producción.
Poco antes de la terminación del trabajo sobre el tema de los motores gemelos, los diseñadores LKZ y Plantlos. Klimov realizó dos proyectos de borrador que implicaban la instalación de una instalación emparejada en el tanque del "Objeto 432" con motores GTD-T avanzados con una potencia 450 HP. Se consideraron varias opciones para ubicar motores, pero al final ambos proyectos no continuaron. Las unidades de potencia gemelas eran inconvenientes para el uso práctico y ya no se usaban.
Motor para T-64A
Adoptado en los años sesenta, el tanque T-64A, con todas sus ventajas, no estuvo exento de inconvenientes. Un alto grado de novedad y algunas ideas originales causaron problemas técnicos y operativos. Muchas quejas causaron el motor 5TDF. En particular, y debido a ellos, se decidió comprometerse seriamente con el GTE prometedor para este tanque. En 1967, apareció una resolución correspondiente del liderazgo del país. En ese momento, ya existía cierta experiencia en equipar el tanque del objeto 432 con una planta de energía de turbina de gas, por lo que los diseñadores no tenían que empezar de cero. En la primavera del año 1968 en la planta de Leningrado ellos. Klimov convirtió el trabajo de diseño en el motor GTD-1000T.
El principal problema al que se enfrentaban los diseñadores era reducir el consumo de combustible. Los matices restantes del proyecto ya han sido resueltos y no necesitaron tanta atención. Propusieron mejorar la eficiencia de varias maneras: aumentar la temperatura de los gases, mejorar el enfriamiento de los elementos estructurales, modernizar el intercambiador de calor y también aumentar la eficiencia de todos los mecanismos. Además, al crear el CCD-1000T, se aplicó un enfoque original: un grupo combinado de 20 de sus empleados, que representan a cada organización, fue responsable de coordinar las actividades de varias empresas involucradas en el proyecto.
Gracias a este enfoque, pudimos determinar rápidamente la apariencia específica de un motor prometedor. Por lo tanto, los planes incluyeron la creación de un motor de turbina de gas de tres ejes con un turbocompresor de dos etapas, una cámara de combustión anular y un aparato de boquilla refrigerada. La turbina de potencia es de una sola etapa con un aparato de boquilla ajustable en frente. El diseño del motor GTD-1000T introdujo de inmediato una caja de engranajes de reducción incorporada, que podría convertir la rotación de la turbina de potencia a una velocidad de aproximadamente 25-26 mil rpm en 3-3,2 mil. El eje de salida de la caja de engranajes se colocó de tal manera que pudiera transferir el par a la tabla. Transmisión "Objeto 432" sin partes de transmisión adicionales.
A sugerencia de los empleados de VNIITransmash, se usó un bloque de ciclones de flujo directo para limpiar el aire entrante. La eliminación del polvo separado del aire era responsabilidad de ventiladores centrífugos adicionales, que, además, eran soplados por radiadores de aceite. El uso de un sistema de purificación de aire tan simple y efectivo llevó a la falla del intercambiador de calor. En el caso de su uso, para lograr las características requeridas, fue necesario limpiar el aire en casi todo el 100%, lo que fue al menos muy difícil. El motor GTD-1000T sin un intercambiador de calor podría funcionar incluso si quedara en el aire hasta un 3% de polvo.
Por otro lado, vale la pena señalar el diseño del motor. Se instalaron ciclones, radiadores, bombas, tanque de aceite, compresor, generador y otras partes de la central eléctrica en el cuerpo de la unidad de turbina de gas. El monobloque resultante tenía dimensiones adecuadas para la instalación en el compartimiento del motor del tanque T-64A. Además, en comparación con la central eléctrica original, el motor GTE-1000T dejó suficiente volumen dentro del casco blindado para acomodar tanques para litros de combustible 200.
En la primavera de 1969, comenzó el ensamblaje de prototipos del T-64A con una planta de energía de turbina de gas. Curiosamente, varias empresas participaron en la creación de prototipos: las plantas de Leningrado Kirov e Izhora, la planta de Zaporozhevsky. Klimov, así como la planta de ingeniería de transporte de Kharkov. Un poco más tarde, los líderes de la industria de la defensa decidieron construir un lote experimental de tanques X-NUMX T-20A con una planta de energía de turbina de gas y distribuirlos a varias pruebas. Los tanques 64-7 se destinaron a la fábrica, 8-2 para rellenos sanitarios, y las máquinas restantes tuvieron que pasar pruebas de tropa en diferentes condiciones.
Durante varios meses de pruebas en las condiciones de vertederos y bases de pruebas, se recopiló la cantidad necesaria de información. Los motores GTD-1000T mostraron todas sus ventajas y también demostraron su idoneidad para el uso en la práctica. Sin embargo, surgió otro problema. Con potencia en 1000 hp. El motor no interactuó bien con el chasis existente. Su vida estaba disminuyendo notablemente. Además, para cuando terminaron las pruebas, casi todos los veinte tanques con experiencia necesitaban reparación del tren de rodaje o la transmisión.
En la linea de meta
La solución más obvia al problema fue la finalización del chasis del tanque T-64A para su uso con la GTD-1000T. Sin embargo, tal proceso podría llevar demasiado tiempo y los diseñadores de LKZ tomaron la iniciativa. En su opinión, era necesario no modernizar los equipos existentes, sino crear uno nuevo, diseñado originalmente para cargas pesadas. Así es como surgió el proyecto Objeto 219.
Como saben, a lo largo de varios años de desarrollo, este proyecto ha logrado sufrir muchos cambios. Casi todos los elementos del diseño fueron corregidos. De la misma manera, el motor del CCD-1000T y los sistemas asociados sufrieron modificaciones. Quizás el problema más importante en este momento era aumentar el grado de purificación del aire. Como resultado, muchos estudios eligieron un filtro de aire con ciclones 28 equipados con ventiladores con una forma especial de hoja. Para reducir el desgaste, algunas partes de los ciclones están recubiertas con poliuretano. Cambiar el sistema de limpieza de aire ha reducido la cantidad de polvo que ingresa al motor en aproximadamente un uno por ciento.
Incluso durante las pruebas en Asia Central, se reveló otro problema de un motor de turbina de gas. Hubo un alto contenido de sílice en el suelo y arena. Tal polvo, al entrar en el motor, se sinterizó en sus unidades en forma de una corteza vítrea. Interfirió con el flujo normal de gases en la trayectoria del motor y también aumentó su desgaste. Trataron de resolver este problema con la ayuda de recubrimientos químicos especiales, inyectando una solución especial en el motor, creando un espacio de aire alrededor de las piezas e incluso utilizando algunos materiales que colapsaron gradualmente y se llevaron el polvo quemado. Sin embargo, ninguno de los métodos propuestos ayudó. En 1973, este problema fue resuelto. Un grupo de especialistas de la Planta. Klimova propuso instalar una parte del motor que sea más susceptible a la contaminación, el aparato de boquilla, un vibrador neumático especial. Si es necesario, o después de un cierto período de tiempo, se suministró aire desde el compresor a esta unidad y la boquilla comenzó a vibrar a una frecuencia de 400 Hz. Las partículas de polvo fueron literalmente sacudidas y expulsadas por los gases de escape. Un poco más tarde, el vibrador fue reemplazado por ocho martillos de un diseño más simple.
Como resultado de todas las mejoras, finalmente fue posible llevar el motor del CCD-1000T a las horas 500 requeridas. El consumo de combustible del "Objeto 219" fue aproximadamente 1,5-1,8 veces mayor que el de los vehículos blindados con motores diesel. La reserva de energía se ha reducido en consecuencia. Sin embargo, las características técnicas y de combate agregadas del tanque "Objeto 219sp2" se reconocen como adecuadas para su adopción. En 1976, el Consejo de Ministros emitió un decreto, en el cual el tanque fue designado T-80. En el futuro, este vehículo blindado ha sufrido una serie de cambios, se crearon varias modificaciones en su base, incluso con motores nuevos. Pero esa es otra historia.
En los materiales de los sitios:
revista "Equipo y armamento: ayer, hoy, mañana ..."
http://armor.kiev.ua/
http://army-guide.com/
http://t80leningrad.narod.ru/
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