Cysternowa turbina gazowa: dyskusja na łamach Biuletynu Pojazdów Pancernych
GTD-1000. Źródło: army.lv
Pierwsze zmiany
W kontynuacji cykl materiału około Historie budowa silników do zbiorników domowych, warto zastanowić się nad rozwojem tematu turbin gazowych. Jak się okazało, wśród radzieckich inżynierów nie było zgody co do wykonalności silnika turbogazowego w czołg. Profil i tajna publikacja „Biuletyn pojazdów opancerzonych” pod koniec lat 80. stały się polem do prawdziwej dyskusji.
Okładka Biuletynu Pojazdów Opancerzonych.
Warto zauważyć, że w publikacji radzieckiego przemysłu czołgów w 1947 roku opublikowano materiał „O możliwości wykorzystania turbiny gazowej jako silnika czołgowego”. Był to projekt dyplomowy starszego technika porucznika Gieorgija Juriewicza Stiepanowa, który pod kierunkiem profesora na Moskiewskim Państwowym Uniwersytecie Technicznym. N. E. Bauman V. V. Uvarov był zaangażowany w obliczenia turbiny gazowej dla zbiornika o pojemności 1500 litrów. Z.
W momencie publikacji Georgy Yuryevich ukończył wydział inżynierii Wojskowej Akademii Wojsk Pancernych i Zmechanizowanych. Następnie G.Ju.Stiepanow został wybitnym rosyjskim inżynierem, doktorem nauk fizycznych i matematycznych, do 1982 r. kierował Katedrą Silników Akademii Pancernej.
Pod koniec lat 40. w radzieckiej budowie czołgów narodziła się koncepcja wyposażenia ciężkich czołgów przełomowych w elektrownie z turbiną gazową. Czołgi średnie, bardziej przystosowane do walki mobilnej, pozostały z klasycznymi silnikami wysokoprężnymi.
Wydawało się, że elektrownia gazowa ze względu na swoją zwartość, względną prostotę i bezpretensjonalność idealnie nadaje się do ciężkich maszyn. Taktyka używania czołgów ciężkich polegała na pracy w pobliżu dostaw logistycznych i krótkich seriach. A ilości zarezerwowanego miejsca zaoszczędzonego dzięki kompaktowej turbinie miały być przeznaczone na wzmocnienie pancerza i broni.
Jak nie przypomnieć sobie słów legendarnego projektanta A. A. Morozowa:
„Przenoszenie opancerzonego powietrza jest drogie”.
Można powiedzieć, że od wielu dziesięcioleci jest to dewizą krajowych producentów czołgów.
Jeszcze przed praktycznymi testami prototypów inżynierowie mieli jasny obraz wszystkich zalet i wad czołgowego silnika z turbiną gazową. Oprócz pozytywnych aspektów opisanych powyżej turbina nie wymagała układu chłodzenia, łatwo było ją uruchomić na każdym mrozie, była stosunkowo cicha i nie miała zadymionego wydechu. Obliczenia wykazały, że turbina gazowa w zbiorniku zaoszczędziła do 3 ton masy bez uwzględnienia umieszczenia dodatkowego paliwa. Ponadto wśród pozytywnych aspektów inżynierowie wyróżnili zmniejszenie powierzchni otworów wlotowych i wylotowych w korpusie zbiornika - silnik nie potrzebował powietrza do chłodzenia. Ta premia sprawiła, że MTO czołgu był bardziej odporny na falę uderzeniową wybuchu nuklearnego.
Ale było też wystarczająco dużo wad - niska wydajność, wysokie zużycie paliwa i niskie zasoby. Kruchość silnika turbogazowego została wyjaśniona ekstremalną wrażliwością na zapylenie powietrza. GTE, przy innych parametrach, zużywał 4–8 razy więcej powietrza niż silnik wysokoprężny i wymagał nietrywialnych rozwiązań do usuwania pyłu.
W drodze dyskusji
Historia pierwszego na świecie zbiornika turbiny gazowej T-80, jak widać, rozpoczęła się na długo przed oddaniem go do użytku 6 lipca 1976 r., kiedy to wydano odpowiedni dekret Rady Ministrów ZSRR.
Ocenę silnika czołgu i jego ewolucji pozostawimy w kolejnych artykułach z tej serii, a teraz skoncentrujemy się na dyskusji, która toczyła się na łamach publikacji Biuletyn Pojazdów Pancernych.
Dwanaście lat po przyjęciu T-80 w czasopiśmie publikowany jest materiał naukowca V. A. Kolesova „Niektóre zagadnienia efektywności paliwowej zbiorników”, w którym autor nie pozostawia kamienia na głowie od koncepcji zbiornika turbiny gazowej. Artykuł dla Vestnika okazał się na tyle niejednoznaczny, że został oznaczony „w kolejności dyskusji”.
T-80 w parku „Patriot”. Źródło: wikipedia.org
Autor proponuje wprowadzenie do wymagań dla zbiorników pojęcia zużycia paliwa w podróży lub, w uproszczeniu, zużycia paliwa na kilometr. Do tego momentu zasięg przelotowy był głównym parametrem do oceny wydajności czołgu. Twórcy technologii nie mogli szczególnie dbać o zużycie paliwa, zwiększając w razie potrzeby podaż transportowanego oleju napędowego. Kolesov słusznie zauważa, że w warunkach bojowych pełne tankowanie, gwarantujące wskazany zasięg czołgu, ma znaczenie tylko w pierwszej fazie operacji.
W trakcie działań ofensywnych nie zawsze jest możliwe szybkie dostarczenie paliwa w wymaganej ilości do pododdziałów czołgowych. Czołgiści będą musieli przetrwać z tym, co udało im się zdobyć, a tutaj rezerwa chodu nie będzie już nikogo interesować. Na pierwszy plan wyjdzie sprawność paliwowa samochodu. I tu turbina gazowa T-80 przegrywa z druzgocącym wynikiem.
W artykule Kolesov porównuje zużycie paliwa w podróży zbiornika turbiny gazowej T-80 z silnikiem Diesla T-72. Wyobraźmy sobie hipotetyczną sytuację, w której dwa czołgi, T-80 i T-72, stanęły do ofensywy z pustymi czołgami. Cysterna dostarczyła do pojazdów 500 litrów paliwa. Elektrownia z turbiną gazową o takiej pojemności wystarczy na 64 kilometry, a silnik wysokoprężny T-72 zapewni 132 kilometry.
Powstaje uczciwe pytanie: może bardziej logiczne byłoby wysłanie do bitwy Niżnego Tagila T-80 zamiast T-72? Samochód z silnikiem diesla na takiej samej ilości paliwa zapewni ponad dwukrotnie większy przebieg przy podobnym poziomie ochrony i siły ognia. Średnio zbiornikowy silnik turbogazowy zużywał około 7,8 litra paliwa na kilometr, a silnik wysokoprężny - 3,8 litra.
Bezwarunkowym plusem silnika z turbiną gazową jest jego kompaktowość - dla T-80 MTO zajmuje 2,5 metra sześciennego, a dla T-72 już 3,1 metra sześciennego. W tym samym czasie diesel V-46 rozwija moc 780 KM. Z. przeciwko 1000 l. Z. w odpowiedniku turbiny gazowej. T-80 jest zadowolony z rezerwy chodu na pełnym zbiorniku 318 km, a T-72 - 388 km. Żarłoczny silnik turbogazowy wymaga przewożenia o 645 litrów paliwa więcej niż przewiduje to zbiornik na olej napędowy.
Autor, poza krytycznym podejściem do silnika turbogazowego, proponuje uwzględnienie w wymaganiach taktyczno-technicznych dotyczących zużycia paliwa podczas jazdy zbiornika przy prędkościach 10, 25 i 40 km/h. Ale objętość komory silnika, z której tak dumni są twórcy T-80, nie powinna być w ogóle brana pod uwagę bez parametrów wydajności. Po co miniaturyzować silnik, jeśli zbiornik musi przewozić dodatkową ilość paliwa?
W 1989 roku (jedenaście miesięcy po publikacji Kolesova w Vestniku) Elena Vladimirovna Kalinina-Ivanova opublikowała materiał poświęcony analizie efektywności paliwowej silników z turbiną gazową.
Trochę o autorze. Elena Vladimirovna - doktor nauk technicznych, wiodący specjalista VNIITransmash w dziedzinie efektywności paliwowej pojazdów opancerzonych i twórca wysokowydajnych cyklonowych oczyszczaczy powietrza do zbiorników.
Kalinina-Ivanova zatytułowała swój materiał bardzo prosto: „O artykule V. A. Kolesova „Niektóre pytania dotyczące wydajności paliwowej zbiorników”, w którym rozsądnie poparła autora.
Elena Vladimirovna całkiem słusznie zauważa, że rezerwa chodu czołgu to bardzo luźna koncepcja. W zależności od warunków jazdy można ją zmniejszyć ponad dwukrotnie! Proponuje się uzupełnienie parametru zużycia paliwa na torze z artykułu Kolesowa o trzy dodatkowe: zużycie pojedynczego zbiornika wzdłuż betonowej autostrady, wzdłuż suchego podkładu i kolumny czołgów wzdłuż toru kolumnowego. We wszystkich trzech przypadkach czołgi muszą poruszać się tak szybko, jak to możliwe.
Kalinina-Ivanova uzupełnia również swoje przemyślenia propozycją zbadania zużycia paliwa przez silnik w całym zakresie prędkości i obciążenia. Na końcu materiału doktor nauk technicznych wyraźnie sugeruje, że gdyby te parametry zostały wprowadzone do TTT dla T-80, to zbiornik turbiny gazowej w ogóle nie zostałby przyjęty w pierwotnej konfiguracji.
Odpowiedź przeciwników
W tym samym numerze Vestnika nr 10 z 1988 r. opublikowano kolejną recenzję „dyskusyjnego” artykułu Kolesova.
Autorzy V. A. Paramonov i N. S. Popov byli bezpośrednio zaangażowani w rozwój silnika T-80 i nie mogli powstrzymać się od odpowiedzi na krytykę. Materiał „W sprawie dyskusji o wydajności paliwowej czołgu” był ewidentnie wynikiem bardzo poważnej analizy i jest wypełniony masą faktów obalających opinię Kolesowa. Autorowi przypomniały się lekcje historii związane z karabinem maszynowym Maxim, kiedy rosyjski departament wojskowy porzucił broń, ze względu na „niepotrzebne i niebezpieczne marnotrawstwo dużej liczby wkładów i trudności w żywieniu bojowym”.
GTD-1000. Źródło: army.lv
Paramonov i Popov w artykule odnoszą się do słynnych testów porównawczych pojazdów T-80B, T-72A i T-64 w latach 1983-1986. Czołg z turbiną gazową szybciej odpalał się na mrozie i jako pierwszy wyruszył w marsz. Podczas gdy czołgiści ożywili T-72A w trzydziestostopniowym mrozie, T-80B pokonywał własną mocą do 20 km. Autorzy zwrócili również uwagę na niską średnią prędkość czołgu Niżny Tagil. Samochód pozostawał w tyle za T-80B pod względem prędkości o 10% na twardych drogach i 45% na dziewiczym śniegu. Cięższy niż samochód z silnikiem Diesla, windy były podawane na miękkich glebach i pokrytych śniegiem zboczach.
I wreszcie korona - T-72A zużywał 40 razy więcej oleju silnikowego niż silnik turbogazowy T-80B w podobnych warunkach. Autorzy generalnie proponują nie zwracać uwagi na tak drobne bonusy, jak najlepsza ergonomia pracy silnika turbogazowego, redukcja drgań szkodliwych dla celowania i strzelania oraz doskonała łatwość konserwacji.
Ponadto Paramonow i Popow skazują Kolesowa za stronniczość w odniesieniu do zużycia paliwa jako parametru wymagań taktycznych i technicznych dla czołgu. Na przykład w testach czołg ze słabym silnikiem, a nawet zajmujący dużo miejsca, może stać się bardziej ekonomiczny. Tak więc T-72 w testach porównawczych z przestarzałym T-62 wykazuje o 13% wyższe zużycie paliwa podczas podróży. Jednocześnie mobilność T-72 jest znacznie wyższa niż jego poprzednika. Według logiki Kolosowa, T-72 został przyjęty na próżno, sugerują autorzy? W artykule ogólnie silnik turbogazowy wznosi się na piedestał światowej budowy silników.
Pod koniec lat 80-tych wszystkie czołowe mocarstwa w dziedzinie budowy czołgów prowadziły badania nad rozwojem silników z turbiną gazową. A obiecujące czołgi w ogóle nie będą mogły obejść się bez silników z turbiną gazową, ponieważ nie można osiągnąć wymaganej gęstości mocy 30 KM / t z silnikami tłokowymi.
W końcu autorzy całkowicie wyobrazili sobie rychłe pojawienie się silników z turbiną gazową w technologii cywilnej.
Czas, jak widzimy, postawił wszystko na swoim miejscu i pokazał, kto naprawdę miał rację.
To be continued ...
informacja