Страница 31 из 32
Осецентробежный двухкаскадный компрессор представлял собой достаточно сложную конструкцию, в которой использовались десять подшипников с высокими частотами вращения. Общий КПД, принятый при расчетах, составлял 0,79. Камеру сгорания выполнили без завихрителей (по типу ЖИ-47 и лаборатории №6 ЦИАМ). Турбина – четырехступенчатая, редуктор – такой же, как в первых двух вариантах ГТД. Одновременно проработали вариант редуктора по схеме ВК-2.
Габариты двигателя: длина – 1900 мм, ширина – 600 мм, высота – 600 мм. Габаритная мощность – 2059 кВт/м3 (2800 л.с./м3 ), удельный расход топлива – 360 г/кВт ч (265 г/л.с.-ч).
Во всех вариантах ГТД предусматривалось использовать простейшую механическую трехступенчатую коробку передач, обеспечивавшую три передачи переднего и одну передачу заднего хода.
В отличие от танка «Объект 278» конструкции ЛКЗ, на ЧТЗ выбрали вариант газотурбинной силовой установки без применения вентилятора, занимавшего достаточно большой объем в МТО. Однако трасса отвода и подвода воздуха к ГТД еще не была окончательно проработана. Эжектирование пыли предусматривалось осуществить путем использования сжатого воздуха, отбираемого от одной из ступеней осевого компрессора под давлением 0,13 МПа (1,3 кгс/см2 ). Такой подход гарантировал получение достаточно простой компоновки силовой установки.
Как и в варианте ЛКЗ, предполагалось использовать обгонные муфты, однако они имели не совсем удачное расположение, поскольку устанавливались не между турбинами, а в местах, обеспечивавших их лучшее охлаждение.
Из всех представленных вариантов ГТД наиболее выгодным был третий. Он обладал наибольшей габаритной мощностью и меньшими размерами при практически одинаковых удельных расходах топлива с другими двумя двигателями. Однако в этом случае довольно сложным представлялось создание высоконапорного компрессора, а также обеспечение охлаждения подшипников и подвода к ним смазки.
С точки зрения габаритов варианты со стационарным и вращающимся теплообменниками получались одинаковыми, но были конструктивно достаточно сложными. Если по стационарным теплообменникам в НИИД имелся небольшой опыт, то по вращающемуся теплообменнику он практически отсутствовал. Кроме того, вращающийся теплообменник обеспечивал менее удачную компоновку газотурбинной установки. На тот момент опытом по теплообменникам барабанного типа ЧТЗ не обладал. Предпочтительнее был второй вариант со стационарным теплообменником, но очень трудоемкая технология изготовления теплообменных поверхностей и надежность при наличии такого большого количества сварки вызывали сомнение в их прочности в условиях тряски.
Танк "Объект 770" во время показа техники в Капустином Яре, 1960 г.
В результате на ЧТЗ пришли к выводу о том, что требование заказчика – обеспечить удельный расход топлива для ГТД 340 г/кВт-ч (250 г/л.с.-ч) – вполне осуществимо. Однако это приводило к конструктивному усложнению двигателей. Любое стремление упростить их конструкцию вело к повышению расхода топлива. Расход топлива, равный 373 г/кВт-ч (274 г/л.с.-ч), можно было обеспечить за счет снижения давления в компрессоре до 0,9 МПа (9 кгс/см2 ) и температуры газа до 1250"К. В этом случае в двигателе вместо десяти подшипников использовались только пять, частота вращения вала турбокомпрессора снижалась с 44000 мин-' до 30000 мин ', а длина двигателя уменьшалась с 1900 мм до 1500 мм.
С целью выбора оптимальных ТТТ на ЧТЗ рассмотрели ряд вариантов более простых ГТД с несколько пониженными параметрами по температуре. Это позволило подтвердить возможность установки ГТД в тяжелом танке наряду с дизелем ДТН-10, однако проведение дальнейших исследований в этом направлении потребовало наличия развитой опытной материальной базы.
Эскизный проект ГТД с теплообменником завод отправил в НИИД, ЦКТИ и ЦИАМ. Выбранное направление получило одобрение. По мнению этих организаций, необходимо было продолжить работы по охлаждающим поверхностям теплообменника, а также по созданию перспективной газовой турбины с лучшим КПД. В дальнейшем опыт проектирования ГТД для тяжелого танка в ОКБ-6 ЧТЗ использовали при разработке ГТД-700 для среднего танка «Объект 775» с управляемым ракетным оружием.
В качестве резервного варианта для танка «Объект 770» на заводе №77 (главный конструктор – Б.Г. Егоров) в Барнауле в мае 1959 г. спроектировали четырехтактный двенадцатицилиндровый дизель УТД-40 (8Д12П1-40) с наддувом от приводного центробежного нагнетателя (ПЦН), который развивал максимальную мощность 735,3 кВт (1000 л.с.) при частоте вращения коленчатого вала 2700- 2800 мин’. ПЦН располагался на переднем торце двигателя. В том же году изготовили два опытных образца двигателя и приступили к их стендовым испытаниям. Однако в связи с прекращением работ по тяжелым танкам дальнейшие исследования по дизелю УТД-40 приостановили и больше их не возобновляли.
В 1959 г. сотрудники НИИД также выполнили расчетно-теоретические работы по форсированному варианту УТД с турбонаддувом мощностью 735-809 кВт (1000-1100 л.с.). Но для этого требовался специальный турбокомпрессор с коэффициентом полезного действия 0,53-0,55 при расходе воздуха 0,6-0,7 кг/с и степени повышения давления 2,6. Одновременно надлежало обеспечить надежную работу дизеля при высокотемпературном режиме охлаждения (125“С) и температуре отработавших газов около 700-750“С[290 При этом допускалось создать на базе УТД типовой ряд танковых двигателей мощностью 220, 243, 294. 478, 735 кВт (300. 330, 400, 580, 650, 1000 л.с.). Они отличались бы между собой лишь числом цилиндров, их расположением, наличием наддува и его величины.].
Первый заводской образец танка «Объект 770» (№5801Н191) собрали на ЧТЗ в конце ноября 1959 г., а в начале декабря провели его стационарные испытания. Но тщательная проверка показала, что система ППО машины не работала. Все же было решено провести контрольный заводской пробег, в ходе которого произошло возгорание машины. После тушения пожара танк отбуксировали на завод, МТО полностью разобрали и продефектовали. Установили, что пожар произошел в результате возгорания топлива, скопившегося в эжекторе из-за случайного включения тумблера системы ТДА. В результате в конструкцию эжектора и в места установки датчиков системы ППО внесли необходимые изменения. После восстановления танка провели два контрольных заводских пробега, при этом трижды из строя вышел привод стартера-генератора.
В конце февраля 1960 г. заводской образец отправили на Чебаркульский полигон для проведения заводских испытаний. Одновременно велась сборка еще двух опытных танков «Объект 770» (№2 и №3). На полигоне произвели стрельбу из танка бронебойными снарядами (38 выстрелов) как с места, так и сходу со скоростью 25-30 км/ч на дальности 1500-1700 м с включенным стабилизатором «Гроза», который показал хорошие результаты. Стрельба из спаренного пулемета велась с места на расстоянии 400 и 100 м до цели.
При движении по пересеченной местности гидропневматическая подвеска обеспечила плавное (без колебаний) движение танка. Максимальная скорость боевой машины массой 55221 кг составляла 39 км/ч.
Испытания продолжались до середины мая 1960 г., а 19 мая машину отправили для показа на НИИБТ полигон. В первый день там провели тренировочные стрельбы при движении танка по трассе. Танк показал себя хорошо. После тренировочных стрельб новую бронетанковую технику представили членам правительства во главе с Н.С. Хрущевым и представителям Генерального штаба Советской Армии и ГБТУ (Маршалы Советского Союза И.С. Конев, К.К. Рокоссовский, В.И. Чуйков, генерал-лейтенант А. В. Радус-Зенькович и другие).
К концу августа 1960 г. на ЧТЗ собрали второй и третий опытные образцы танка «Объект 770» (№5808Н002 и №5808Н001). Эти машины поступили на Чебаркульский полигон для проведения предварительных заводских испытаний, за время которых из их основного оружия осуществили 106 и 31 выстрел соответственно. Прошли проверку стабилизаторы «Гроза» с прицелами-дальномерами ТПД2С и механизмы заряжания. За время испытаний танки преодолели 415 и 304 км соответственно.