предыдущий материал

РАЗРАБОТКА
Виктор Подгаецкий,
начальник отдела ГУП "НИИД", к. т. н.
Татьяна Смирнова,
начальник отдела ГУП "НИИД", к. т. н.

ТАНКОВОЕ ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕ НАТО ГОТОВИТСЯ К СКАЧКУ


В печати многих стран в последние десятилетия неоднократно возникали дискуссии о судьбе танка. Периодически высказывается мнение об их архаичности и бесперспективности. Критики танков обычно оперируют данными об их огромных потерях в ходе очередной войны или локального конфликта. Однако квалифицированные специалисты не сомневаются: танки не только не утратили своей роли на современном поле боя, но в ближайшее время не могут быть заменены никакой другой системой оружия.

И все же следует признать, что характер ожидаемых вооруженных конфликтов стал существенно иным. В современных условиях возрастает роль легких танков, которые после периода упадка возрождаются на новой технической основе.

Требования к важнейшим характеристикам основных боевых танков в последние годы заметно меняются. В триаде основных боевых качеств танка "вооружение - защищенность - подвижность" наибольшее внимание традиционно уделялось двум первым. Но столкновения больших масс современных бронированных машин, к которому готовились Запад и Восток, более не предвидится. Для вооруженных сил США и других государств НАТО на первый план ныне выступает аэротранспортабельность боевой техники, что подразумевает, прежде всего, ограниченную массу боевой машины. Танк нового поколения должен иметь массу не более 40 т (чтобы его мог перевозить основной американский средний военно-транспортный самолет С-17).

С конца восьмидесятых годов за рубежом (в США, Великобритании, Германии, Японии и др. странах) ведутся интенсивные исследования и разработки в интересах создания нового поколения транспортных двигателей, в основном автомобильного назначения. В середине девяностых годов на базе научно-технического задела, накопленного к этому времени в области гражданского двигателестроения, началась разработка нового поколения двигателей для объектов бронетанковой техники (БТТ). Указанные исследования проводятся в рамках государственных и межгосударственных программ, участниками которых являются ведущие страны НАТО (программы FCS в США, MODIFIER в Великобритании, NGP и AECV в Германии).

Судя по публикациям в иностранной технической литературе, НИОКР, направленные на создание нового поколения двигателей и силовых установок (СУ) для будущих танков и других объектов БТТ, достигли наибольшей глубины и размаха в Соединенных Штатах.

Побудительным мотивом к началу этих разработок стало принятие руководством США новой, более "агрессивной" военной доктрины, а также проводимая в связи с этим модернизация армии и повышение боевой готовности войск.

Американцы готовятся к иным по масштабам и характеру боестолкновениям, где на первый план выходят подвижность, приемистость и высокая удельная мощность силовой установки танка.

Перспективный танк FCS должен сыграть для сухопутных войск такую же роль, какую сыграло принятие на вооружение, в свое время, самолетов с реактивными двигателями в ВВС и атомных подводных лодок в ВМФ. Новые танки, создаваемые по программе FCS, должны весьма заметно превзойти существующие, оснащенные двигателями типа XAV-28 и LV-100 (США), CV "Кондор" (Великобритания) и МТ 883 (Германия) (об этих двигателях см. журнал "Двигатель" № 2 1999 г., № 3 1999 г. и № 5-6 2000 г.):

  • - по агрегатной мощности ~ на 50 %;
  • - по габаритной мощности ~ на 40 %;
  • - по путевой экономичности ~ в 1,5... 2 раза;
  • - по габаритному объему двигателя ~ в 2 раза;
  • - по литровой мощности двигателя ~ в 2 раза.

При этом скорость движения боевой машины (БМ) возрастает на 100 %, а приемистость - на 50 %. В целом, при снижении массы нового танка до ~ 40 т и его забронированного объема на 50 % боевая эффективность БМ увеличивается ~ в 1,75 раза по сравнению с серийными танками Ml "Абрамс" (США). Столь резкий рост уровня показателей (на 75 % вместо обычных 25 % при смене поколений БТТ) может считаться революционным.

Одним из ключевых пунктов зарубежных программ создания нового поколения двигателей и СУ для БТТ является их ориентация на так называемый "гибридный" (электрический) привод.

Создаваемые в соответствии с этой тенденцией гибридные СУ относятся к категории "накопительных". В таких системах часть энергии, вырабатываемой первичным источником, аккумулируется в специальном накопителе (индуктивном, конденсаторном и др.), а затем расходуется по мере необходимости.

Преимущества накопительных СУ с гибридным приводом заключаются в: устранении дублирования потоков энергии; повышенной гибкости компоновочных решений моторно-трансмиссионного отделения (МТО); увеличении топливной экономичности; уменьшении требуемой номинальной мощности двигателя; улучшении тягово-динамических характеристик СУ; снижении демаскирующих свойств.

Результаты компьютерного моделирования и экспериментов на реальных макетах БТТ позволяют утверждать, что к 2003-2013 гг. станут осуществимыми следующие преимущества электрических технологий применительно к БМ: снижение массы и объема; простота автоматизации, управления мощностью СУ; управление машиной "по проводам"; более высокая надежность; обеспечение единым видом энергии всех систем машины (вооружения, защиты); обеспечение движения машины в режиме "молчания"; обеспечение подводного вождения танка при неработающем основном двигателе; экономия энергии путем ее рекуперации при торможении и пр.

Теоретически возникает возможность создания боевых машин совершенно новых концепций и модульных платформ для размещения оружия.

Пока нет конкретных сведений о принятых технических решениях и типе двигателей БМ, создаваемых по программам FCS, AECV и др. Можно утверждать, что основными кандидатами станут форсированные по параметрам (например, по литровой мощности ~ до 100 л.с./л) и уменьшенные по количеству цилиндров (до 6-8) дизели типа XAV-28, CV-12 "Кондор" и МТ 883 или ГТД (LV-100, США).

Приведенная выше мысль подтверждается сообщением фирмы MTU (Германия) о создаваемом ею двигателе для нового танка по программе AECV, имеющего СУ с гибридным приводом. Проработки конструктивно-компоновочных схем, выполненные фирмой, показали, что использование силового блока ЕРР с дизелем МТ 883 (см. журнал "Двигатель" № 5-6, 2000 г.) для размещения в МТО перспективного танка потребует сокращения массы и объема самого дизеля ~ в 2 раза, а объема его систем ~ на 20 %. Следовательно, необходим переход на шестицилиндровую модификацию двигателя МТ 880 с одновременным форсированием его по параметрам рабочего процесса ~ на 30 % по сравнению с дизелем МТ 883 мощностью 1500 л.с.

НИОКР, направленные на создание СУ для нового поколения зарубежной БТТ, интенсивно продолжаются. Сообщается в частности, что в Германии фирмой Magnat-Motor GmbH (MM) были изготовлены новые тяговые электродвигатели и генераторы на основе кобальт-самариевых постоянных магнитов с осевым магнитным полем дискового типа.

Электродвигатели, рассчитанные на максимальный тяговый момент 8320 Н·м, обеспечивают выполнение заданных требований по маневренности и управляемости машины. Одно из преимуществ заключается в том, что дизельный двигатель с генератором фирмы ММ и системой активного управления мощностью работал только в качестве источника энергии, без механической связи с движителем.

В 1998 г. фирма ММ в качестве субподрядчика компании GDLS (США) - производителя танков "Абрамс" - разработала и представила заказчикам (Управлению перспективных разработок и Управлению Корпуса морской пехоты США) характеристики и описания конструкции всех электрических компонентов силового привода и системы управления "гибридной" колесной разведывательной машины RST-V. К 2002 г. компания GDLS должна изготовить 4 опытных образца машины RST-V. Эта машина относится к типу "гибридных", поскольку дополнительная электрическая энергия мощностью 100 кВт поступает от аккумуляторных батарей.

Фирмой ММ выполнен также цикл экспериментальных исследований магнито-динамического инерционного аккумулятора MDS, установленного на "электрическую" БМП "Мардер".

Ходовые испытания "электрической" БМП с MDS и теоретические исследования фирмы ММ показали, что характеристики "полностью электрических" боевых машин AECV могут быть существенно улучшены благодаря установке мощного и многоцелевого магнито-динамического аккумулятора MDS, который может обеспечивать как привод движения машины, так и работать в качестве импульсного преобразователя для электрических систем вооружения и других внутренних и внешних потребителей.

С 1998 г. фирма ММ участвует в совместной программе, проводимой военными ведомствами США и Германии, целью которой является создание "полностью электрической" гусеничной машины. ММ-генератор мощностью 1100 кВт (1500 л.с.) непосредственно связан с дизелем, имеющим максимальную частоту вращения вала 3300 об/мин. Два электродвигателя мощностью 6000 кВт (8150 л.с.) каждый размещены в единых блоках с бортовыми передачами и ведущими звездочками. Система включает также вспомогательные электрические компоненты, такие как электрические вентиляторы, насосы, стартер-генератор и связанные с ними электронные устройства.

Для боевой машины AECV аккумулятор MDS в зависимости от размера способен дополнительно выдать от 1000 до 3000 кВт, при этом удельная мощность указанной БМ возрастает с 20 до 60 кВт/т. MDS может обеспечить очень высокие подвижность, маневренность и, вероятно, живучесть в критических условиях.

"Бросок" машины на расстояние 400 м по пересеченной местности для смены позиции займет вдвое меньше времени.

По данным фирмы ММ, для преодоления по дну водной преграды шириной 400...500 м машине AECV потребуется 45 МДж энергии MDS. Отмечается, что сопротивление движению станет существенно меньшим, поскольку отпадает необходимость установки воздухопитающей трубы и трубы отвода отработавших газов двигателя.

Примерные сроки реализации программ НАТО по разработке боевых машин нового семейства FCS и AECV следующие:

  • 2000-2003 гг. - окончательное определение концепции, разработка и испытания демонстрационных образцов;
  • 2004-2007 гг. - разработка опытных образцов;
  • 2008-2013 гг. - разработка серийных образцов.

В случае успешного завершения программ в период с 2010 по 2015 г. могут начаться поставки серийных БМ с гибридными силовыми установками. Танковые двигатели создаются либо как двигатели двойного (военно-гражданского) назначения (США, Великобритания), либо как специализированные, но с расчетом на экспорт для нужд БТТ в другие страны (Германия).

Танки, состоявшие на вооружении армий некоторых стран мира 1 января 1998 г.
Страна
Тип
Двигатель
Мощность,
л.с.
Количество
Страна
Тип
Двигатель
Мощность,
л.с.
Количество
Австрия
M60A
AVDS-1790
750
169
Израиль
"Меркава"
AVDS-1790
900-1200
870
SK-105
"Стейр" 7FA
320
234
M60
AVDS-1790
750
1400
Алжир
T-72
В-84
840
285
M48
"Континентал"
810
600
Т-62
В-55В
580
300
"Центурион"
RR "Метеор"
600
100
Т-54/Т-55
В-54/В-55
520/620
275
Т-62
В-55В
580
100
AMX-13
Sofam 8Gxb
250
50
Т-55
В-55
620
200
Аргентина
TAM
MB 833
720
256
Пакистан
Тип 85
12 150L
730
200
AMX-13
Sofam 8Gxb
250
120
Тип 69
12 150L
580
250
M4
"Форд" GAA
500
96
Тип 59
В-54
520
1200
SK-105
"Стейр" 7FA
320
160
Т-55
В-55
620
51
Афганистан
Т-62
В-55В
580
200
М48
"Континентал"
810
450
Т-54/Т-55
В-54/В-55
520/620
400
Тип 63
-
400
100
Т-34
В-2
500
-
Польша
Т-72/Т-55
В-84/В-55
840/620
1720
ПТ-76
В-6
240
60
ПТ-76
В-6
240
30
Бразилия
EE-T1
TBD 234
1040
-
Россия
Т-80У
ГТД-1250
1250
5000
X-1
"Сааб-Сканиа"
280
120
Т-72
В-84
840
9000
M3A1
R-975
360
150
Т-90
В-92
1000
-
M41
AOS-895
500
250
Т-64
5ТДФ
700
4000
Великобритания
"Челленджер-2"
"Кондор" CV-12
1200
100
Т-62
В-55В
580
8000
"Челленджер-1"
"Кондор" CV-12
1200
408
Т-54/Т-55
В-54/В-55
520/620
10 000
"Чифтен"
"Лейланд" L60
810
790
США
M1/M1A1
AGT-1500
1500
8000
"Скорпион"
"Ягуар" XK
195
270
M60
AVDS-1790
750
8800
Венгрия
T-72
В-84
840
124
M48A5
"Континентал"
810
1100
Т-55
В-55
620
1063
M551
6V-53T
300
1500
Германия
"Леопард-2"
МВ 883
1500
1808
Франция
"Леклерк"
VBX-1500
1500
31
"Леопард-1"
МВ 838
830
2050
AMX-30B2
HS-110-2
720
650
T-72
В-84
840
-
AMX-30
HS-110
700
360

NATO TANK PROPULSION ENGINEERING IS GOING TO MAKE A JUMP

Today, air transportability of military machines is becoming the 1st important goal for Armed Forces of the USA and other states of NATO that means, first of all, limited weight of military machines. Weight of a new generation tank should be not greater 40 t. New tanks being developed in compliance with FCS project should rank over existing tanks powered by such engines as XAV-28, LV-100, CV "Condor ", and МТ 883. As compared with today's engines, FCS-project engines should provide net power and gross power increased by 50% and 40 %, respectively. Their traveling efficiency should be 1.5... 2 times greater and power-to -volume ratio - 2 times. In this case their speed would be twice greater and acceleration capacity 50 % higher. Eventually , a decrease in weight of the new tank to 40 t may result in increased by 1.75 times operating efficiency as compared with Ml "Abrams".


предыдущий материал
оглавление
следующий материал