Танк Т-80У – шаг в будущее

В 1976 г. сошел с конвейера первый в мире серийный танк, оснащенный газотурбинным двигателем (ГТД), – Т-80, а спустя четыре года аналогичную машину сделали американцы. До сих пор только две страны мира имеют танки с ГТД – это была «маленькая революция» в танковом двигателестроении. Началось и заочное соревнование этих машин, продолжающее до сих пор.

К сожалению, сегодня в отечественных СМИ стала модной огульная критика современных российских танков со стороны «экспертов», мало разбирающихся в данном вопросе. Не избежали этой участи и танки Т-80У*. Все эти «аналитические» работы отличает явная предвзятость. Видимо, налицо давно приобретенный рефлекс – восхвалять все, что родом из-за «бугра». Стоит лишь напомнить о бесконечных разговорах о закупках за рубежом якобы не имеющих аналогов «Мистралей», бронеавтомобилей, беспилотников и т.д.

Между тем, за последние пять лет объем продаж нашей военной техники за рубеж вырос в 2 раза (с 6,5 до 12 млрд. долл.), причем многие образцы составляют серьезную конкуренцию аналогичной продукции США. Так, недавно мы поставили Кипру очередную партию танков Т-80У.

* Барятинский М. Чьи танки лучше: Т-80 против «Абрамса»//НВО.-2011,№34.

Совокупность всех основных параметров современного танка (броневая защита, огневая мощь и подвижность) определяет его основу как боевой машины. Время определило и другие преимущества: автоматизацию боевой работы, информационную достаточность, хорошее «зрение», особенно ночью, навигацию и, конечно, экономический критерий «стоимость-эффективность».

Может быть, даже хорошо, что появился повод для серьезного анализа проблем отечественного танкостроения, кажется, «забытого» руководством МО и ОПК отрасли. Конечно, ставка сегодня на ракеты, авиацию и подводный флот, без сомнения, верна. В то же время и наш, и зарубежный опыт говорит о том, что в современных условиях вести боевые действия без танков практически невозможно.

80 лет назад (в 1932 г.) было организовано ставшее известным в стране и за рубежом танковое конструкторское бюро Кировского завода (ныне – ОАО «Спецмаш»). Вслед за заменой в послевоенное время поршневых двигателей в авиации на газотурбинные и реактивные выдающийся конструктор Ленинградского Кировского завода Жозеф Яковлевич Котин приступил к разработке нового танка с ГТД.

Работая над модернизацией последних образцов танков серии «ИС», Ж.Я. Котин не мог не задумываться над обликом нового, более мощного тяжелого танка. Компоновочные проработки показали основные направления: масса машины – 55 т, пушка – калибра не менее 130 мм, мощность силовой установки – не менее 1000 л.с. Такая мощность дизельного двигателя в те годы казалась недостижимой. Тогда и решили зарезервировать второй двигатель – ГТД, благо его можно было сделать здесь же, на заводе.

В 1955 г. на Кировском заводе по заданию ГБТУ началась разработка ГТД для тяжелых танков. Под руководством конструктора Г.А. Оглоблина были созданы два опытных образца. Они прошли стендовые испытания. Однако кировские турбостроители, работавшие над судовыми механизмами, не имели опыта проектирования танковых силовых установок. В результате эти работы были свернуты.

Тем не менее, появились проекты танка и с дизелем («Объект 277», ведущий конструктор – Н.Ф. Шашмурин), и с ГТД («Объект 278», ведущий конструктор – Н.М. Чистяков). По разным причинам проект танка «Объект 278» не получил дальнейшего развития, а «Объект 277» попал даже на показ высшему руководству страны.




Здесь следует отметить, что «Объект 277» обладал для своего времени прекрасными тактико-техническими характеристиками. Достаточно сказать, что его 130-мм нарезное орудие М-65 по дульной энергии и точности превосходило орудие 2А46 некоторых современных российских танков почти в 1,5 раза.

Что случилось после осмотра машин Н.С. Хрущевым, хорошо известно. Судьба тяжелых танков была решена. Но мечта о танковом ГТД жила и будоражила воображение конструкторов. Идеей такого двигателя Ж.Я. Котин «заразил» С.П. Изотова – выдающегося конструктора авиационных и вертолетных двигателей. Более того, Котин отлично понимал, что усилия некоторых конструкторских коллективов – приспособить к работе в танке авиационные ГТД – бесперспективны. Условия эксплуатации в танке настолько специфичны, что надо сразу, с первой линии чертежа, создавать «чисто танковый» ГТД – неприхотливый, приспособленный к тяжелым и сверхтяжелым условиям. Требовалось «приучить» избалованный чистым воздухом двигатель к черновой работе, связанной с частыми запусками и остановками, вибрациями и ударными перегрузками, с постоянными разгонами и торможениями. И все это в условиях нестерпимой жары и пронизывающего холода, в грязи и пыли, да и с техническим сопровождением, далеким от авиационного.

Когда мы начинали, то сразу сказали Сергею Петровичу Изотову: «Хотите, чтобы танк с Вашим двигателем прижился в войсках – сразу «закладывайте» его работу при всех этих условиях и приучайте его «глотать» не менее 2% пропущенной пыли» (кстати, доторговались до 1,5%).

Существовала и еще одна проблема для КБ завода им. В.Я. Климова, где С.П. Изотов был главным конструктором – требовалось в соответствии с постановлением правительства создать ГТД в габаритах МТО танка Т-64 как альтернативу дизелю. Именно поэтому на ГТД применили центробежный двухступенчатый турбокомпрессор. Так появилась защита проточной части от абразивных износов и, наконец, оригинальная система виброочистки и «сдува» пыли. Тогда перед коллективами, возглавляемыми С.П. Изотовым и Н.С. Поповым, стояло множество труднейших задач, которые предстояло решить в кратчайшие сроки, установленные и контролируемые на самом высоком уровне.

В ходе выполнения работ были определены основные пути устранения главного недостатка ГТД – высокого удельного расхода топлива. Улучшение показателей топливной экономичности ГТД предлагалось достичь повышением рабочей температуры газа, что обеспечивается применением для турбин материалов повышенной жаропрочности и существенным ростом эффективности охлаждения лопаток турбин и СА. Требовалось разработать и подтвердить результатами испытаний теорию и конструкцию высокотемпературных турбин, высокоэффективных и малогабаритных теплообменников, мероприятий по управлению разгоном и торможением турбин.

Газотурбинная силовая установка (ГТСУ) и трансмиссия должны были размещаться в существующем объеме МТО танка Т-64А. Кроме того, требовалось обеспечить возможность замены силовой установки и трансмиссии с двигателем 5ТДФ на ГТСУ при проведении капитального ремонта танка. Требования к системе воздухопитания ГТСУ состояли в обеспечении качественной очистки воздуха, поступающего в двигатель, автоматического удаления пыли из пылесборника и отсутствия необходимости обслуживать воздухоочиститель в процессе эксплуатации. Последнее обстоятельство чрезвычайно важно для боевой машины.

Стоит сказать о том, что все конструкторы двигателей исходят из того, что воздух для работы двигателя очищался бы на все 100%. Их можно понять – пыль страшный враг, особенно для поршневых движков. Это, по сути, наждак, который «съедает» рабочую поверхность.

Именно поэтому от американской фирмы «Дональдсон» (Donaldson) – разработчика воздухоочистителя для двигателя AGT-1500 – потребовали спроектировать воздушный фильтр пусть и большого объема (в два куба, что в 6 раз больше, чем у Т-80), но обязательно с абсолютной очисткой. Да иначе и быть не могло.

Во-первых, фирма «Лайкоминг» (Lycoming Allison) применила в своем ГТД осецентробежный компрессор. Специалистам известно, что его осевые тонкие лопатки совсем не терпят абразивов. Напомню, компрессоры на Т-80У – центробежные, малогабаритные.

Во-вторых, в AGT-1500 был «заложен» стационарный кольцевой пластинчатый теплообменник, который еще больше «ненавидит» пыль из-за забития ею мельчайших ячеек между пластинками. Все это повлекло за собой увеличение габаритов танка. Объем МТО у «Абрамса» стал 6,8 м3 (в 2,5 раза больше, чем у Т-80). Пришлось сделать семиопорную ходовую часть и, как следствие, масса танка достигла 54,5 т. Поэтапно усиливая защиту, массу «Абрамса» сейчас довели уже до 68 т (75 «коротких американских» тонн), что в 1,5 раза выше, чем у Т-80 и Т-90. А это значит, что AGT-1500 «таскает» 20 с гаком тонн лишнего веса. Добавим еще потерю подвижности из-за худшего соотношения «L» к «В» – известного из теории движения как «поворотный» коэффициент (L – длина опорной поверхности гусеницы, В – ширина колеи).

Кроме того, площадь боковой проекции М1А1 – 15,5 м2, что на 20% больше, чему Т-80У (12,2м2); правда, говорят, что с появлением высокоточного оружия фактор малых размеров не имеет значения и все же попробуем разобраться и в этом вопросе, хотя это и не так просто. Кстати, по данным авторитетного информационного агентства «REGNUM», подтвержденные потери танков от высокоточного оружия США в Югославии составили всего 12 единиц – не самый лучший результат.

Модернизированный танк Т-80УЕ1

Если говорить о расходе топлива, то у Т-80У (танк принят на вооружение в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 27.12.1984 г. №1184-301) он составляет 225 г/л.с.ч (у Т-80 – 240 г/л.с.ч).

Так, только установка энергоагрегата ГТА-18А позволила, не используя моторесурс основного ГТД, обеспечить всю энергетику и снизить расход на 8–10% в эксплуатации. Существенный вклад внесли система автоматического включения режима стояночного малого газа (СМГ) – 8–9% и система автоматического уменьшения режима (САУР). Одним словом, эксплуатационные расходы топлива снизились в 1,3–1,4 раза.

Запас хода (с бочками) – 440 км (у «Абрамса» рекламируют 395–400 км, согласно ТТХ – 275 миль, т.е. 442 км). При этом американцы считают, что запас хода – не единственный критерий оценки реальной эксплуатационной топливной экономичности двигателя. Очень важно, по их оценке, иметь низкий расход топлива на холостом ходу, поскольку большую часть времени в боевой обстановке двигатель работает в этом режиме. Расход топлива у AGT-1500 на холостом ходу составляет 28 кг/ч.

Зная о важности снижения расхода топлива на холостом ходу не хуже американцев, мы после глубоких исследований ввели режим СМГ – в автоматическом режиме работы. В соответствии с программой, через 1,5 мин работы на МГ (малый газ) двигатель снижает обороты турбокомпрессора II каскада с 64 до 56%, и устанавливается расход топлива до 32 кг/ч (на одной группе форсунок). Но главное – можно остановить двигатель и «запитать» всю энергетику танка от вспомогательного энергоагрегата ГТА-18А, где расход (в зависимости от загрузки его генератора) 18–20 кг/ч. Все это можно сделать и вручную.

Завершая рассмотрение вопроса запаса хода, укажу еще на некоторые цифры, но уже из эксплуатационной практики. Известно, что так называемый «путевой расход топлива» (в литрах) на 100 км пути и 1 км пути у газотурбинного двигателя в значительной мере зависит и от средней скорости движения – чем она выше, тем меньше расход. Так, при испытаниях на Кубинке при Vcp=56 км/ч был определен расход 3,3 л/км, на контрольных испытаниях (КИ) «Тайфун» в Забайкалье при Vcp=51 км/ч – 4,8л/км; на подобных испытаниях «Акация» при Vcp=40 км/ч – 6,83 л/км. Полученный разброс данных, помимо всего прочего, объясняется и разными погодными, географическими и организационными условиями.

Вид на МТО танка Т-80У

Очные соревнования с «Абрамсом» – испытания в Греции в 1998 г. – дали следующие практически равные результаты: Т-80У – 4л/км, «Абрамс» – 4,1 л/км. Легко сосчитать реальный запас хода для разных условий.

Дальнейшее совершенствование танка «Абрамс» связывают с поперечным расположением двигателя. Это позволяет высвободить объем, где можно разместить дополнительные 75 галлонов (284 л) топлива, или 10 снарядов калибра 120 мм, или, что считается особенно важным, вспомогательный энергоагрегат (сегодня энергоагрегат «Джемини» подвешивают к кормовой части как временный «узел»). Встроенный «Джемини» позволяет почти на 40% снизить расход топлива, так как во время учений, в мирной обстановке, танк много времени работает на холостом ходу. До 2020 г. должна быть произведена модернизация ОБТ «Абрамс» до уровня M1A2SEP (System Enhancement Program).

Среди задач, сформулированных американскими военными, существенное внимание уделено подвижности танка нового поколения. Так, он должен вести бой на пересеченной местности со скоростью 65 км/ч, обладать максимальной скоростью 100 км/ч, при этом масса машины должна быть около 40 т, а лобовая проекция – меньше на 40% (зачем, если, как уже упоминалось, размеры при высокоточном оружии «не играют роли»?). Сегодня у «Абрамса» площадь лобовой проекции составляет 7,68 м2, у Т-80 – 7,1 м2 (или 5,1 и 4,2 м2 без учета клиренса и скосов). Предлагается установка двигателя ГТД LV-100-5, разработанного фирмами «Дженерал Электрик» и «Хонивем Энджинс» (США), унифицированного с AGT-1500 на 40%, мощностью 1500 л.с. и лучшей на 30% топливной экономичностью. Но главное – он имеет почти в 2 раза меньший объем. Стоимость двигателя оценивается в 480 тыс. долл. (AGT-1500 еще недавно стоил 316 500 долл.) с планируемым снижением этой цифры до уровня стоимости дизелей, т.е. где-то 200 долл. на 1 л.с., или общей стоимости 300 000 долл.

Система воздухопитания танка Т-80У

Все еще сохраняя передовые позиции по некоторым показателям ТТХ (в частности, по массово-габаритным показателям ГТД, плотности компоновки МТО), мы, к сожалению, проигрываем по параметрам, характеризующим рабочий процесс двигателя. Не выделяется финансирование на НИР и ОКР для решения этих проблем, в то же время не внедряются апробированные способы модернизации, дающие возможность обеспечения автоматического переключения передач, повышения на 10–12% средней скорости и снижения путевого расхода топлива, применения ГОП (гидрообъемной передачи). Проработки и апробирования кратковременного форсажа (до 1400 л.с.) серийного ГТД не находят применения. Работоспособные образцы, форсированные до 1500 л.с., оказались никому не нужны. А какие прекрасные результаты были получены на испытаниях бортовой информационной управляющей системы (БИУС). При этом, как показали специальные исследования, осуществляется более «плавный» запуск, при запуске отсутствуют «забросы» температур – а это надежность и долговечность двигателя. Расчетная экспериментальная оценка дает до 8–9% экономии топлива и уменьшение эксплуатационных расходов топлива от 22–29% (кстати, на «Абрамсе» давно применяется БИУС, а мы остановились на стадии изготовления опытного образца). Казалось бы, надо внедрять! Но опять нет финансов.

Емкость топливных баков Т-80 – 1860 л (американцы возят 2000 л). Основное топливо – дизельное, вспомогательное (запасное) – керосин, бензин и их смеси. Бочек – две, двухсотлитровых, они крепятся на специальных кронштейнах за кормовым листом корпуса. Правда, очень короткое время была и третья бочка – на крыше МТО, но ее сняли по просьбе военных.

Воздухозаборное устройство (ВЗУ) танка Т-80У

Еще два слова о воздухоочистке. Эту задачу решали комплексно.

Во-первых – применением необслуживаемого, малого объема воздухофильтра (с коэффициентом пропуска – 1,5%), включающего в себя радиаторы системы охлаждения масла ГТД и КПП.

Во-вторых – установкой специального насадка для веерообразного формирования газов на выхлопе, фартука и бортовых экранов на корпусе, а также оригинального нового узла – воздухозаборного устройства (ВЗУ). ВЗУ позволило решить несколько задач:

– забор воздуха производить в самой чистой зоне на высоте башни, т.е. около 2200 мм (без дополнительных насадков);
– увеличить до 1,8 м глубину брода (вместо 1,2м);
– решить проблему защиты всасывающих жалюзи от пуль, осколков и поражения «напалмовыми» смесями.
Мягкая юбка гарантировала работу ВЗУ в широких эксплуатационных положениях башни относительно продольной оси (башня на стопоре «по-походному» – вправо, т.е. в положении на 13 часов).

В заключение хотелось бы отметить следующее.

Огромную роль в становлении ГТД в танке сыграл Д.Ф. Устинов – секретарь ЦК КПСС, а позднее министр обороны. Это был человек, поддерживающий все новое, или, по современной терминологии, – передовые инновационные проекты. Как никто другой он умел заглянуть в будущее, помочь нам – первопроходцам создания танка с ГТД. И это несмотря на то, что предполагалось на танкопроизводящих заводах в Ленинграде, Харькове и Нижнем Тагиле ставить на поток Т-64. Кстати, если ленинградцам поручили «спасать» харьковский танк (точнее, двигатель 5ТДФ) своей газовой турбиной, то тагильчанам, в рамках мобилизационного варианта – дизельным двигателем В-45. В результате нижнетагильскому танку был присвоен индекс «Объект 172М», в 1973 г. он принят на вооружение как Т-72, а позднее получил имя «Урал».

При принятии на вооружение Т-80У мы предложили, поскольку эта машина была, по сути, новым танком, отличающимся от предыдущих рядом принципиальных новшеств, присвоить ему и новую марку (по аналогии с тем, как модернизированный Т-72 назвали Т-90). Однако военные были против, заявив, что это обычная модернизация: назовите, например, Т-80М (напомню, что после Т-80 были модернизированные Т-80Б и Т-80БВ). Консенсус нашли – утвердили название Т-80У («Объект 219АС»), причем заказчик не сомневался, что буква «У» означает «усовершенствованный». А мы в тайне гордились, что таким своеобразным способом увековечили имя Дмитрия Федоровича Устинова, чьи заслуги в рождении первого в мире, серийного танка с ГТД бесспорны.

Конечно, объективное сопоставление таких разных танков (Т-80 и М1) дает обильную пищу для размышлений, позволяет провести критическую оценку пройденного. В этой связи позволю себе посоветовать: не спешите. Не оценивайте машину, даже если вы ей не симпатизируете, через призму своих субъективных впечатлений. Не устаю повторять молодым специалистам – не бывает «идеальной» БТ техники. Не только цифры ТТХ и технологичность конструкции определяют совершенство боевой машины. Есть у нее еще одна «суть» – то, что достигается имиджем добросовестного конструктора-исследователя, что ассоциируется с принадлежностью к определенной танковой школе. Для специалистов ОАО «Спецмаш» – это школа Ж.Я. Котина, где азбукой разработчика тяжелых танков являлось «завоевание» предельных параметров машины. Вспомним, что знаменитые тяжелые танки KB и ИС славились лучшей для своего времени защищенностью и огневой мощью, минимизацией габаритов и массы и даже учетом критерия «стоимость–эффективность», хотя в силу обстоятельств о последнем порой и не задумывались.

Сошлюсь на одного из соратников Ж.Я. Котина – ветерана КБ Н .Ф. Шашмурина, человека сложного, но конструктора «от бога», дважды Лауреата Сталинской премии, кандидата технических наук. В своей книге «50 лет противоборства» Николай Федорович так писал о своем видении конструкторского труда:

«Приходилось по-разному втолковывать почти одно и то же в некоторые чугунные головы: история – это вчера, сегодня и завтра. Непониманием этих временных категорий наловчились пользоваться… В то же время читатель не обнаружит информации о том, какой спрос следует с нас, танкостроителей.

Во всем комплексе по созданию танков есть важный раздел – очень значительна наша роль и ответственность».

Осознавать причастность к государственному делу, начатому в КБ 80 лет назад – большая ответственность. Танкостроение в России всегда занимало передовые позиции. Верю, что так будет и впредь.

Прогресс в танкостроении, в конечном итоге, определяет интеллект специалистов и, конечно, своя школа. Танк Т-80У занимает особое место среди изделий ОАО «Спецмаш», среди осуществленных проектов. В этом танке сфокусировались многолетние достижения высококлассных отечественных конструкторов. Он вобрал в себя все самое передовое из различных областей техники.

Создание столь сложного и многопланового образца военной техники, каким является современный танк, способствует разработке на его основе совершенно новых, в том числе сугубо мирных машин. Можно сказать, что в силу своей значимости танке ГТД – это шаг в будущее танкостроения. Потенциал отечественного танкостроения по-прежнему неисчерпаем, а стереотипы о его системном кризисе являются несостоятельными.