В-46 «семьдесятдвойки» против газотурбинного движка Т-80Б в жару
Споры о том, какой двигатель лучше для танка — газотурбинный или дизельный, — не утихают и сегодня, особенно в рамках советского (отечественного) танкостроения. Поэтому отчёты о сравнительных испытаниях танков с ГТД и поршневыми движками представляют определённый интерес, тем более когда речь заходит о работе силовых установок в сложных климатических условиях — например, в жару.
Один из таких документов мы и предлагаем к прочтению. Опубликованный в журнале «Вестник бронетанковой техники» в далёком 1989 году, он посвящён экспериментальному исследованию влияния высокой температуры воздуха на тягово-динамические качества танков Т-72 и Т-80Б в условиях пустыни Кара-Кум.
Влияние температуры воздуха на тягово-динамические качества танков
В пустыне Кара-Кум проведены испытания танка Т-80Б с газотурбинным двигателем ГТД-1000ТФ и танка Т-72 с поршневым двигателем (ПД) В-46. Они позволяют оценить влияние высокой температуры атмосферного воздуха tₐ на тягово-динамические свойства этих машин. Танки были оснащены необходимой измерительной аппаратурой и подготовлены согласно инструкции по эксплуатации машин в условиях сухого жаркого климата.
Регулятор температуры РТ 12-15Б двигателя ГТД-1000ТФ устанавливался на максимальную температуру газов перед силовой турбиной 600…610 °С, что ограничивало максимальный расход топлива. Для расчетно-экспериментальной оценки использовались материалы стендовых испытаний танков в тропической камере.
Заезды проводились на участках такыра с коэффициентом сопротивления fс ≈ 0,018. Управление машиной осуществлялось водителями высокой квалификации в положении «по-походному». При разной температуре воздуха измерялись циклы разгона и торможения двигателем, максимальная скорость цикла vₘₐₓ, время разгона по передачам τᵣ, среднее ускорение (замедление) ẋ = Δv/Δt.
Танки ходили на всех передачах, начиная со II, в утренние (25…27 °C) и дневные (36…42 °C) часы.
Среднее ускорение определялось в заданном диапазоне скоростей. В качестве верхней границы диапазона при движении на высших передачах была выбрана скорость vᵥ ≈ 0,95vₘₐₓ, близкая к максимально возможной скорости, достигнутой в соответствующих условиях на танке. Верхняя граница на остальных передачах для танка Т-80Б соответствовала скорости движения при частоте вращения силовой турбины n с.т. = 1 и частоте вращения выходного вала поршневого двигателя n = 2000 мин⁻¹ для танка Т-72.
Нижними границами диапазонов были, соответственно, n с.т. = 0,5 и n = 1400 мин⁻¹.
Тепловая инерция систем охлаждения двигателей при малой продолжительности разгона (торможения), а также некоторое колебание коэффициента сопротивления fс на участке движения не позволили оценить влияние температуры атмосферного воздуха на низших передачах.
Максимальная скорость при разгоне vₘₐₓ на высших передачах превышает среднюю максимальную скорость v̅ₘₐₓ, полученную при длительных заездах по такыру, на 4…7% (рис. 1, таблица). Это вызвано более широким изменением дорожных условий на многокилометровых участках трассы по сравнению с изменением fс на коротких участках разгона. В диапазоне 26…37 °C для танка Т-72 и 25…41 °C для танка Т-80Б vₘₐₓ уменьшалась в среднем на 0,3% с повышением tₐ на 1 °C.
В процессе испытаний измерялась частота вращения второго каскада турбокомпрессора n2 в процессе разгона танка Т-80Б на IV передаче. При полном разгоне турбокомпрессора второго каскада, через 6-7 секунд от начала разгона танка, в течение 15 секунд (tₐ = 39 °C) или (tₐ = 26 °C) регулятор температуры устанавливал повышенный расход топлива по сравнению с расчётным для данной tₐ. После нагревания деталей двигателя регулятор снижал расход до расчётной величины (рис. 2). Таким образом, тепловая инерция обеспечила большую мощность двигателя и позволила повысить интенсивность разгона. Учитывая, что продолжительность разгона на II и III передачах составляет 12...14 и 21...25 секунд, то он проходит при повышенной мощности двигателя.
Среднее ускорение разгона уменьшалось: у танка Т-80Б на IV передаче на 1.6%, на III передаче на 1.9%; у танка Т-72 на VII передаче на 0.8% с повышением температуры на 1 °C. Продолжительность разгона на этих передачах у танка с ГТД при tₐ = 40-41 °C по сравнению с 25...26 °C стала больше на 20 и 40%, а у танка с поршневым двигателем при tₐ = 37 °C по сравнению с 26 °C — на ≈ 4%.
Данные, полученные при разгонах с учётом fс, позволяют провести анализ и оценку влияния tₐ на тяговую характеристику в диапазоне 25-41°C. Получен характер изменения зависимости динамического фактора fд от скорости движения v при различной температуре воздуха на высших передачах.
Анализ показал, что в диапазоне 25...41 °C у танка с ГТД удельная сила тяги на IV и III передачах уменьшалась на 25 и 18% или в среднем 1.8 и 1.3% с повышением температуры на один градус. У танка с поршневым двигателем при увеличении температуры воздуха с 26 до 37 °C fд уменьшилась в среднем на 10% или 0.7% на 1 °C.
Следует отметить, что результаты, полученные для танка Т-72, не учитывают ограничений мощности моторной установки по системе охлаждения. Это вызвано тем, что при движении в цикле «разгон-торможение двигателем» дизель лишь периодически работает на внешней характеристике.
При оценке эффективности системы охлаждения в процессе проведения комплексных стендовых климатических испытаний танка Т-72 была установлена зависимость температуры теплоносителей двигателя от его скоростного режима и расхода топлива при tₐ = 15 и 40 °C. При температуре 15 °C вентилятор работал на первой ступени без ограничения мощности дизеля. Ограничение мощности по температуре охлаждающей жидкости при температуре атмосферного воздуха 40 °C вызывало уменьшение fд в среднем на 30...40% (рис. 4).
Эти результаты удовлетворительно сходятся с результатами экспериментов, приведёнными на рис. 3, а также с данными, полученными при движении Т-72 по такыру: ограничение скорости системой охлаждения наступало уже при температуре атмосферного воздуха ≥ 36-37 °C.
Влияние температуры атмосферного воздуха на топливно-экономическую характеристику танка Т-72 незначительно (см. рис. 3; повышение температуры до 40 °C ухудшает путевой расход топлива Qs не более чем на 5%). Эти данные подтверждаются и результатами пробеговых испытаний. Для танка Т-80Б при рациональном, с точки зрения топливной экономичности, выборе передачи влияние Qs на топливно-экономическую характеристику тоже невелико. Следует также отметить, что для различных дорожных условий более высокая топливная экономичность может быть получена как при низкой, так и при высокой температуре воздуха, за счёт выбора водителем более рациональных режимов работы двигателя.
Вывод. По экспериментальным данным, при повышении температуры атмосферного воздуха от 25 до 40 °C удельная сила тяги танка Т-80Б снижается на 20...25%, а танка Т-72 без учёта ограничений по системе охлаждения примерно на 7%. Повышение температуры ухудшает тормозные и разгонные характеристики обеих машин.
Источник:
«Влияние температуры воздуха на тягово-динамические качества танков». Авторы: Т.А. Астахова, Е.В. Калинина-Иванова, В.Г. Ситников. Журнал «Вестник бронетанковой техники» № 3 за 1989 год.
Информация