|
Николай Троицкий,
директор ГУП "НИИД", к.т.н.
Татьяна Смирнова,
начальник отдела ГУП "НИИД", к.т.н,
Виктор Подгаецкий,
начальник отдела ГУП "НИИД", к.т.н.
|
Вместо предисловия
Становление и последующее развитие отечественного танкового двигателестроения является одной из наиболее ярких и славных страниц истории нашей промышленности. Создание в конце тридцатых годов первого в мире быстроходного мощного танкового дизеля В-2 стало поворотным пунктом в развитии отечественного и мирового танкостроения. Анализируя опыт военных действий 1939-1945 гг., командующий бронетанковыми силами Германии фельдмаршал Гейнц Гудериан указывал на большую значимость двигателя для боевых характеристик танка, не уступающую значимости танковой пушки. Не хуже Гудериана понимали роль силовой установки и у нас, но, к сожалению, не всегда это понимание находило отражение в конструкции боевых машин. В ходе совершенствования танкового вооружения и защиты происходило неуклонное возрастание массы боевых машин, что отрицательно сказывалось на их подвижности и требовало увеличения мощности двигателей. В начале шестидесятых разработчики танка нового поколения потребовали от двигателистов резко увеличить мощность силовой установки. В ОКБ завода им. В.Я. Климова усилия были сосредоточены на создании ГТД, а в харьковском КБД завода имени Малышева - на двухтактном дизеле 5ТД. Оба конструкторских коллектива добились успеха, разработав опытные двигатели мощностью до 1100 кВт. В то же время совершенствование двигателей семейства В-2 продвигалось медленно, и даже его современные варианты, предназначенные для основного боевого танка Т-72, имеют мощность от 573 кВт (В-46) до 618 кВт (В-84). С распадом Советского Союза предприятие, выпускающее современные мощные танковые дизели 6ТД, осталось в так называемом "ближнем зарубежье" (Украина), а освоение производства новых модификаций серийного двигателя ГТД-1250 затормозилось ввиду известных экономических неурядиц. Поэтому в начале 90-х гг. Россия оказалась без современного серийного танкового двигателя, необходимого как для модернизации, так и для создания перспективных образцов танков. В настоящей статье сделана попытка на основе обобщения отечественного и зарубежного опыта сформулировать основные задачи, стоящие сегодня перед танковым двигателестроением России, и наметить возможные пути их решения. Мы исходим из того, что наша страна не может позволить себе быть слабой в области бронетанковой техники. Положение дел в отрасли в настоящее время
Организационно-технические принципы проведения дальнейших работ
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Судовой дизель 3Д20 |
|
|
|
|
|
Тракторный дизель 5Д20 |
|
|
|
|
|
Судовой дизель, 3Д29 |
|
|
|
|
|
Судовой дизель с турбонаддувом 3Д32 |
|
|
|
|
|
Автотранспортный дизель 5Д29 |
|
|
|
|
|
Дизель-генераторы переменного тока |
|
|
|
|
|
В настоящее время активно и плодотворно ведут работы по созданию многоцелевых
дизелей фирмы SACM и "Моторс Бодуэн" во Франции, MTU и KHD в Германии,
"Ото Мелара" в Италии, "Перкинс" в Великобритании, "Континентал Теледайн"
и "Катерпиллер" в США и др. В качестве примера удачной разработки может
быть приведен многоцелевой дизель 6FIISRX нового ряда DF фирмы "Бодуэн",
который заменил военный дизель HS-115-2 фирмы "Рено" в модернизированной
французской боевой машине пехоты AMX-10RC. Больших успехов в указанной
области добилась германская фирма MTU, создавшая типовой ряд многоцелевых
дизелей для тяжелых автомобилей, рельсового подвижного состава, привода
судов, генераторов и др., включая танковый дизель МТ-873Ка 500. Однако наиболее значительных результатов (по техническому уровню, числу военных и гражданских модификаций и объемам выпуска) в создании ДДН достигла фирма "Перкинс" из Великобритании (см. "Двигатель" Й3, 1999 г.). Ее дизели семейства "Кондор" были спроектированы как военные и гражданские одновременно. Это обеспечило военным вариантам такие типично "гражданские" преимущества, как высокие ресурс и надежность работы, низкие начальную стоимость и стоимость жизненного цикла. В настоящее время двигатели "Кондор" - самые мощные и совершенные серийные военные танковые и коммерческие дизели. Учитывая ограниченный объем этой публикации и в основном концептуальный характер анализа в ней, авторы намеренно не затрагивали научно-технические и конструкторско-технологические аспекты создания ДДН (такие, как выбор рациональной конструкторско-компоновочной схемы двигателя, его размерности, уровень основных параметров и пр.). Эти вопросы планируется рассмотреть отдельно. Следует лишь отметить, что наиболее ответственным этапом в создании многоцелевого двигателя, с точки зрения полноты реализации закладываемой в него основной идеи, является выбор ключевых конструктивных решений (по цилиндро-поршневой группе, кривошипно-шатунному механизму, остову и др.) с учетом требуемого уровня параметров и условий применения двигателя. При этом чем глубже и полнее будут взаимоувязаны заинтересованными сторонами (военной и гражданской) специфические требования, вытекающие из каждой области применения, чем ближе к началу создания двигателя будет отнесена эта проработка, тем, очевидно, совершеннее и эффективнее станет создаваемый двигатель. В связи с этим целесообразно отказаться от привычного термина "базовый двигатель", в который ранее вкладывался вполне определенный смысл: это двигатель, максимально удовлетворяющий требованиям военной техники, с неизбежной (до недавних пор) потерей качеств пригодный для использования в гражданской сфере (но в большинстве случаев уступающий гражданским двигателям), или наоборот. Концепция многоцелевого двигателя, в отличие от "базового", предполагает лишь перенос акцента в технических требованиях в зависимости от назначения машины. Общими техническими требованиями к ДДН являются топливная экономичность, надежность, ресурс работы, пусковые качества, простота обслуживания и легкость ремонта. В частности, для "военных" двигателей чрезвычайно важны малые габариты и небольшая масса при требуемой для данного класса машин мощности, способность успешно работать в экстремальных условиях (большие ударные нагрузки, высокая запыленность воздуха, высокогорная местность и т.д.), а также возможность использования различных видов топлива. Для двигателей гражданского назначения не менее важными факторами являются экологические характеристики и невысокая стоимость. Основная задача, которая сегодня стоит перед отечественным танковым двигателестроением, формулируется достаточно четко - необходимо на принципах разработки ДДН как можно быстрее создать "новый В-2", отвечающий современным требованиям и обладающий достаточной перспективой дальнейшего развития. До настоящего времени в этом направлении проводились лишь весьма ограниченные проработки, которые показали, что современные отечественные двигатели военных машин имеют приемлемые массогабаритные показатели, но, несмотря на весьма умеренную степень форсирования, весьма ограниченный ресурс. Поэтому создание на их базе гражданских модификаций (или их конвертирование) обеспечивается либо уменьшением нагрузок на основные детали (обычно дефорсированием по частоте вращения и по величине среднего эффективного давления), либо увеличением прочности деталей, воспринимающих нагрузки, путем перехода к массивным, чаще чугунным остовам и др. Оба эти направления получили в нашей стране достаточное распространение. Так, примером практической реализации идеи дефорсирования являются гражданские модификации дизелей В-2, выпускаемые заводами России. Модификации этого двигателя с числом цилиндров 6 и 12 и мощностью до 630 кВт применяются на большегрузных автомобилях, экскаваторах, тракторах, маневровых тепловозах, дизель-генераторных и буровых установках, в качестве главных и вспомогательных судовых двигателей. Разработанное ОАО "ЧТЗ" по техническим условиям для военных машин новое семейство с размерностью D/S =15/16 сегодня конвертируется для машин гражданского назначения. Семейство двигателей УТД с размерностью D/S =15/15, созданное на ОАО "БЗТМ", нашло применение на судах морского и речного флота, строительных и дорожных машинах, буровых установках, большегрузных автомобилях и тягачах, маневровых тепловозах и т.п. Большую долю в производстве завода составляют дизель-генераторные установки. Проблема ресурса гражданских дизелей УТД также решалась путем дефорсирования военного дизеля с переходом в некоторых случаях на чугунные детали остова без принципиального изменения конструкции. Таким путем удалось в дизелях типа УТД увеличить ресурс до 8...10 тыс. ч при одновременном повышении их экономичности. Однако следует признать, что "конвертирование" военных образцов двигателей является вынужденным паллиативным решением. У каждого завода-производителя двигателей имеются свои специфические проблемы, но финансовое выживание их, безусловно, связано с разработкой и началом производства семейства многоцелевых двигателей с более высоким техническим уровнем, что обеспечит конкурентоспособность на внешнем рынке и устойчивый спрос в России. Для этого в начале 2000-х годов потребуется достижение высокой топливной экономичности (менее 200 г/кВтЗч), снижение расхода масла на угар (ниже 0,2 % от расхода топлива), обеспечение высокой литровой мощности (порядка 60 л.с./л и выше) и норм по содержанию вредных выбросов в отработавших газах. Проводимые ОАО "БЗТМ" работы по созданию семейства унифицированных дизелей типа БМД, по нашему мнению, можно считать первым шагом в этом направлении. Предполагается, что семейство дизелей БМД будет состоять из 3- и 4-цилиндровых рядных двигателей и V-образных двигателей с числом цилиндров 6, 8 и 12, имеющих чугунный блок-картер, индивидуальные головки цилиндров, охлаждаемый поршень и др. Изменение степени наддува и охлаждение наддувочного воздуха позволят гибко и эффективно обеспечивать требуемые уровни мощности без значительных переделок конструкции дизеля. Высокая степень унификации двигателей семейства может быть достигнута путем использования одинаковых узлов и деталей цилиндро-поршневой группы, топливной аппаратуры, агрегатов наддува и пр. Дальнейшее развитие танковых ГТД мощностью 1800...2000 л.с. и выше также следует рассматривать с учетом их двойного применения, причем в силу известных обстоятельств (большая стоимость производства и повышенный расход топлива ГТД по сравнению с дизелем) их двойное применение должно предусматриваться в смежных областях военной и гражданской техники (авиация, в том числе вертолеты, суда, системы энергоснабжения и др.). Примером такого расширенного применения транспортных ГТД за рубежом является создание на базе танкового двигателя AGT-1500 его модификации PLT-27 для вертолета, применение двигателя GT-601 в качестве силовой установки судов береговой охраны, в системах электроснабжения зенитных комплексов "Пэтриот" и др. В этом случае разработка двигателя-прототипа производится на базе отработанного газогенератора, являющегося наиболее сложным и дорогостоящим узлом ГТД. В силу известных экономических трудностей, которые переживает Россия на рубеже веков, основой для успешного продвижения работ по танковым двигателям может быть только целенаправленная государственная техническая политика и координация работ, исключающая параллелизм в разработке близких по назначению военных и гражданских двигателей. Создание базового двигателя должно предваряться оценкой его потенциального использования в различных областях применения, технического уровня и экспортных возможностей, анализом и сближением технических требований, предъявляемых различными потребителями, организацией конкурса технических предложений нескольких разработчиков. Это позволит сконцентрировать ограниченные финансовые ресурсы и устранить неоправданную многотипность двигателей специализированных отечественных предприятий. |
|
|||||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Мощность, л.с. |
|
|
|
|
|
Тракторы | |||||
Дизель-генераторы | |||||
Автомобили | |||||
Краны | |||||
Автобус | |||||
Комбайн "Сибиряк" | |||||
Сейнер рыболовный | |||||
Тягач многоцелевой | |||||
Железнодорожная платформа | |||||
Вспомогательная установка | |||||
Большегрузный самосвал |
Очевидно, что на государственном уровне должен быть создан директивный
документ, например, по типу программы SAR (Streamlined Acquisition Reform)
Пентагона, которая предусматривает следующие особенности создания перспективных
силовых установок:
|
|