Текст книги "Техника и вооружение 2009 07"

Автор книги: Автор Неизвестен

сообщить о нарушении

Текущая страница: 9 (всего у книги 10 страниц)

* Степень теплообмена (о) – отношение действительного повышения температуры воздуха в теплообменнике к теоретически возможному (до температуры отработавших газов) Характеризует использование тепла отработавших газов.

** У авторов нет данных.

Автомобильный ГТД CR-2A фирмы «Крайслер» (США).

ГТД «Турбомека» А. 129 фирмы «Блекборн» (Великобритания).

ГТД «Боинг-502-1 ОС» фирмы «Боинг» (США).

Во Франции с начала 1950-х гг. фирмой «Турбомека» был создан целый ряд транспортных ГТД, часть из которых по лицензии выпускалась в Великобритании фирмами «Блекборн» и «Дженерал Эркрафт», а также в США фирмами «Континенталь Эвиейшн» и «Энджиниринг корпорейшн». ГТД фирмы «Турбомека» имели газогенератор, конструкция которого была заимствована у газогенератора турбореактивного двигателя «Палас». Он состоял из центробежного компрессора, вращающейся форсунки, кольцевой камеры сгорания и одноступенчатой турбины. В конструкции двигателей использовалось максимальное число взаимозаменяемых деталей, что значительно снижало стоимость их изготовления и упрощало последующий ремонт. В 1954 г. два ГТД «Турмо-500» общей мощностью 257 кВт (350 л.с.) прошли испытания в гусеничном бронетранспортере. Однако большой объем работ, выполненных фирмой «Турбомека» в области разработки более мощных ГТД для автомобилей различного назначения, например, ГТД «Артуст-600» мощностью 304 кВт (414 л.с.), не привели к созданию аналогичного двигателя для танка.

При усовершенствовании ГТД серии «Турмо» английской фирмой «Блекборн» (на входе в центробежный компрессор установили две осевые ступени со сверхзвуковыми лопатками и дополнительную ступень турбины) был создан двигатель А. 129 мощностью 599 кВт (815 л.с.). В дальнейшем планировалось увеличить мощность до 699 кВт (950 л.с.), а удельный расход топлива снизить с 445 до 408 г/кВт-ч (с 327 до 300 г/л.с.-ч). В конструкции силовой турбины использовались детали ГТД малой мощности предыдущих серий фирмы «Турбомека». Для уменьшения расхода топлива и повышения приемистости этого двигателя применялся, как и у других двигателей фирмы «Турбомека», обводной клапан, который открывался в момент разгона и перепускал газ мимо силовой турбины непосредственно в выпускной патрубок.

Двигатель А. 129 предполагалось выпускать в нескольких модификациях, которые могли быть использованы как для наземных транспортных средств, так и в авиации (в качестве силовой установки с жестким приводом, турбореактивного двигателя или двигателя с отбором воздуха от компрессора). Однако в дальнейшем работы по исследованию возможности создания и установки ГТД в объектах бронетанковой техники в Великобритании, как и во Франции, прекратили.

В США из первых транспортных ГТД наибольший интерес представляли двигатели фирмы «Крайслер», имевшие минимальный удельный расход топлива. В двигателе CR-2A это было достигнуто за счет применения поворотных лопаток силовой турбины (смещение зоны минимального удельного расхода топлива к диапазону нагрузки 50-60%) и использование теплообменника. Малый расход топлива на режиме холостого хода обеспечивался прикрытием сопл турбины низкого давления. При этом температура газа перед турбиной поддерживалась на высоком уровне, а частота вращения турбокомпрессора снижалась до минимума. При разгоне двигателя сопла резко открывались, противодавление в турбокомпрессоре падало и имевшийся теплоперепад на турбине высокого давления значительно возрастал. Это приводило к быстрому увеличению частоты вращения турбокомпрессора. Время выхода двигателя CR-2Ac режима холостого хода на максимальный составляло 1,5 с.

Использование теплообменников, как уже отмечалось, существенно увеличивало габариты ГТСУ, поэтому для уменьшения размеров в ГТД CR-2A использовался дисковый регенератор, устанавливавшийся в верхней части двигателя. В двигателе этой же фирмы модели А-831 регенератор был выполнен в виде двух дисков, располагавшихся по обеим его сторонам, что позволило наряду с уменьшением высоты создать лучшие температурные условия работы элементов двигателя благодаря симметрии потока газа.

Первой из американских фирм, установивших ГТД в танке, стала «Боинг». Этой фирмой в 1947 г. был создан газотурбинный двигатель «Боинг-502» мощностью 88 кВт (120 л.с.) и удельным расходом топлива 1111 г/ кВт-ч (817 г/л.с.-ч.), выполненный на базе авиационного двигателя «Боинг-500». Двигатели «Боинг-502» предназначались для использования в качестве приводных двигателей генераторов на минных тральщиках ВМФ США. В 1952 г. модификация этого двигателя мощностью 129 кВт (175 л.с.) была внедрена в качестве силовой установки на буксировочном тягаче «Кенворт». В 1954-1955 гг. газотурбинная силовая установка, состоявшая из двух двигателей «Боинг-502» общей мощностью 257 кВт (350 л.с.), прошла испытания в легком танке М41. Двигатели подверглись незначительной доработке, связанной с особенностями их установки в МТО танка.

Атмосферный воздух засасывался компрессором, сжимался в нем (с одновременным повышением температуры воздуха) и подавался в две симметрично расположенные горизонтальные камеры сгорания, куда одновременно с воздухом через форсунки подавалось топливо. Из камеры сгорания газообразные продукты поступали на турбину компрессора, приводя его во вращение, а оставшаяся часть – на лопатки силовой турбины, вал которой соединялся с помощью планетарного редуктора с выходным валом. Все элементы топливного регулятора, включая топливный насос с шестернями для привода агрегатов, ограничитель приемистости и отсечной клапан, монтировались в одном агрегате, в котором имелись внутренние каналы для топлива. В топливной системе использовались специальные агрегаты для регулирования подачи топлива при пуске, режиме холостого хода и максимальной частоте вращения вала турбины, а также приемистости. Приемистость двигателя ограничивалась специальным клапаном, осуществлявшим регулировку величины максимальной подачи топлива в соответствии с величиной давления воздуха на выходе из компрессора.

Дальнейшие работы по ГТСУ танка М41 приостановили из-за высокого удельного расхода топлива. Тем не менее работы по совершенствованию конструкции ГТД «Боинг» серии 502 продолжились и в итоге привели к созданию в 1958 г. модификации двигателя «Боинг-502-ЮМА» мощностью 243 кВт (330 л.с.), который был использован в качестве вспомогательного в комбинированной силовой установке шведского танка Strv-ЮЗА. По замыслу конструкторов, ГТД должен был включаться в работу периодически для обеспечения повышенных скоростей, движения в сложных дорожно-грунтовых условиях, а также пуска основного двигателя в условиях низких температур.

Двигатель «Боинг-502-1 ОМА» являлся дальнейшей модификацией ГТД «Боинг-502-1 ОС», который имел мощность 177 кВт (240 л.с.), конструктивно повторял ГТД «Боинг-502». Различия между модификациями заключались в изменении передаточных чисел выходных редукторов, изменении степени повышения давления компрессора, увеличения мощности и улучшения экономичности двигателя.

Первоначально для танка Strv-10ЗА фирма «Вольво» разработала ГТД DRGT-1, который имел мощность 184 кВт (250 л.с.). В отличие от двигателя фирмы «Боинг», двигатель фирмы «Вольво» имел вращающийся теплообменник с высокой степенью теплообмена и при сравнительно невысокой температуре газов перед турбиной – малый удельный расход топлива. Количественное регулирование расхода рабочего тела осуществлялось с помощью двухопорных поворотных лопаток на входе в компрессор. Ротор силовой турбины был выполнен в виде двух противоположно вращающихся ступеней без промежуточного направляющего аппарата.

Особенностью этого двигателя являлась установка между двумя ступенями силовой турбины дифференциальной шестеренчатой передачи, благодаря которой изменение величины крутящего момента при изменении частоты вращения вала отбора мощности происходило более резко, чем у обычного двухвального ГТД. Кроме того, был расширен диапазон работы силовой турбины в зоне высоких КПД. Для увеличения величины тормозного момента использовался гидротормоз, представлявший собой специальную гидромуфту, ведущая часть которой соединялась с трансмиссией, а ведомая – жестко с корпусом двигателя. При торможении гидромуфта заполнялась маслом, причем степень наполнения муфты определяла тормозной момент. Регулирование заполнения гидромуфты осуществлялось вручную с помощью вентиля, который также мог быть связан с педалью подачи топлива или тормоза.

Температура масла на выходе из теплообменника могла быть понижена за счет увеличения расхода воздуха путем повышения числа оборотов холостого хода. Маслоохладитель одновременно служил глушителем шума всасывания. Во избежание дополнительных потерь давления при проходе воздуха через маслоохладитель во время работы двигателя под нагрузкой вход в маслоохладитель перекрывался специальной заслонкой, и воздух в компрессор всасывался через другой канал, минуя маслоохладитель.

Схема двигателя «Боинг 502-1 ОС».

Характеристика двигателя «Боинг-502-1 ОС».

Продольный разрез ГТД DRGT-1 фирмы «Вольво» (Швеция).

Силовая установка Strv-103А со вспомогательным газотурбинным двигателем «Боинг-502-10МА» (на фоти слева).

ГТД Т-58 фирмы «Дженерал Электрик» (США).

Автомобильный ГТД GMT-305 (вверху) и GMT-309 (внизу) фирмы «Дженерал Моторе» (США).

Продольный разрез автомобильного ГТД «Форд-704» (США).

В 1957-1958 гг. американская фирма «Дженерал Электрик» разработала две модификации вертолетных ГТД: Т-53 иТ-58 мощностью, соответственно, 706 кВт (960 л.с.) и 772 кВт (1050 л.с.), которые были установлены в объектах бронетанковой техники. Двигатель Т-53 прошел испытания в гусеничном бронетранспортере в 1958 г., двигатель Т-58 – в 1960 г. в гусеничном плавающем транспортере LVTPX-10.

ГТД Т-53 и Т-58 со свободной турбиной принадлежали к классу легких вертолетных двигателей и не имели теплообменников. Двигатели, помимо мощностных и топливно-экономических показателей, различались конструкцией компрессоров и силовых турбин. Т-58 был выполнен по прямоточной схеме, которая способствовала получению высоких значений полного КПД. Из компрессора воздух поступал прямо в кольцевую камеру сгорания, представлявшую собой одно целое с разделителем потока, необходимого для равномерного распределения воздуха между внутренними и внешними кожухами. В состав топливной системы входили 16 однодырчатых форсунок «Симплекс», устанавливавшихся на двух коллекторах, каждый из которых имел по восемь форсунок. Те или другие форсунки поочередно снабжались топливом от одного из двух коллекторов. На режимах малых расходов и при пуске двигателя топливо из обоих коллекторов подавалось к половине форсунок. Когда расход топлива возрастал сверх заданной величины, открывался разделитель топлива, и оно подавалось в другие восемь форсунок.

В 1958 г. фирма «Дженерал Моторе» разработала относительно компактный автомобильный ГТД GMT-305 мощностью 165 кВт (225 л.с.), который имел два теплообменника барабанного типа, располагавшихся по обеим сторонам вала турбины, и две индивидуальные камеры сгорания. Барабаны вращались попеременно, проходя через поток горячего газа, выходящего из турбины, и через поток относительно холодного воздуха, поступавшего из компрессора. Применение теплообменников позволило уменьшить расход топлива на 25% (по сравнению с ГТД без теплообменника) и использовать от 85 до 90% тепла отработавших газов. Другим способом уменьшения удельного расхода топлива данного ГТД являлся выбор двух режимов его холостого хода. Первый режим с частотой вращения вала турбины около 12000 мин 1соответствовал стоянке автомобиля, второй режим с частотой вращения вала турбины около 17000 мин 1обеспечивал движение с хорошим ускорением и возможностью остановок и трогания с места. Этот двигатель в 1958 г. прошел испытания в бронетранспортере М113, а в 1960 г. – в САУ М56 «Скорпион».

В 1964 г. этой же фирмой был создан газотурбинный двигатель GMT-309 мощностью 206 кВт (280 л.с.) с одним вращающимся теплообменником. Удельный расход топлива у этого двигателя удалось довести до 245 г/кВт-ч (180 г/л.с.-ч). Характерной особенностью GMT-309 было то, что в режиме «торможение» для гашения мощности торможения использовался его турбокомпрессор. Такой способ представлялся зарубежным специалистам наиболее целесообразным, чем, например, использование поворотных сопловых лопаток силовой турбины, поскольку мощность, потребляемая компрессором, была примерно в 2 раза выше мощности на валу силовой турбины. Кроме того, при гашении мощности компрессором подача топлива к форсункам камеры сгорания прекращалась. Конструктивно соединение валов турбокомпрессора и силовой турбины осуществлялось с помощью разобщительной муфты, которая включалась не только при торможении, но и на некоторых режимах работы двигателя под нагрузкой. Благодаря этому поддерживалась максимальная температура газа перед соплами на большинстве режимов работы двигателя. Все тепло, выделявшееся при торможении, отводилось с воздухом, исключая необходимость создания специальных теплообменников или других устройств (вентиляторов, эжекторов) для отвода большого количества тепла.

Наиболее эффективный, но и более сложный способ повышения экономичности был реализован в 1960 г. фирмой «Форд Моторе компании» в автомобильном ГТД «Форд-704» мощностью 221 кВт (300 л.с.) за счет применения трехвальной схемы в сочетании с промежуточным охлаждением воздуха и подогревом газа. Кроме высокой экономичности на режиме полной мощности, двигатель имел наиболее благоприятное протекание зависимости удельного расхода топлива на частичных нагрузках. Температура газа в двигателе за камерами сгорания и частота вращения турбокомпрессора высокого давления оставались практически неизменными в диапазоне 100-50% мощности, а при дальнейшем снижении нагрузки эти параметры медленно снижались. Работавший по сложному циклу двигатель, вследствие малого удельного расхода воздуха, имел небольшие размеры роторов. Для быстрого набора мощности необходимо было придать ускорение только небольшому ротору компрессора низкого давления. Этим достигалась хорошая приемистость двигателя.

В начале 1960-х гг., учитывая опыт создания автомобильных ГТД с теплообменниками, фирмы «Форд Моторе компани», «Солар Эркрафт» (США) и «Оренда» (Канада) приступили к разработке специального ГТД мощностью 441 кВт (600 л.с.) с теплообменником, который предназначался к установке в новый 30-тонный танк. Опытные газотурбинные двигатели «Форд-705», «Солар Титан» Т-600 и «Оренда» ОТ-4 имели по сравнению с дизелями лучшие массогабаритные показатели, но по удельному расходу топлива по-прежнему значительно уступали им.

При разработке ГТД «Форд-705» использовалась трехвальная схема, проверенная в автомобильном варианте ГТД «Форд-704» мощностью 221 кВт (300 л.с.). Двигатель имел два турбокомпрессора и свободную силовую турбину, две камеры сгорания, теплообменник и промежуточный холодильник для охлаждения воздуха перед вторым компрессором. Это позволило увеличить степень повышения давления (16 вместо 4-6 в двухвапьном) и повысить температуру газов перед силовой турбиной за счет топлива, сжигаемого в дополнительной камере сгорания. Кроме того, применение промежуточного холодильника дало возможность при постоянном давлении уменьшить объем подаваемого воздуха и использовать компрессор высокого давления с меньшими размерами и мощностью, затрачиваемой на его привод.

В связи с тем, что степень повышения давления в ГТД «Форд-705» была выбрана выше оптимальной для режима максимальной мощности, расход топлива на данном режиме оказался более высоким, чем у двухвальных двигателей фирм «Солар» и «Оренда». Однако на режимах неполной нагрузки, на которых приходилось работать двигателю большую часть времени, расход топлива уменьшался до 248 г/кВт ч (182 г/л.с. 'Ч) на режиме 40% от максимальной мощности против 269 и 295 г/кВт ч (198 и 217 г/л.с.-ч) у двигателей выше названных фирм. Такая характеристика ГТД по удельному расходу приближала его к поршневым двигателям. Расход воздуха в двигателе был сравнительно небольшим по сравнению с ГТД фирм «Солар» и «Оренда», но все же больше, чем у дизеля такой же мощности, и составлял 2 кг/с. Однако, несмотря на небольшой расход воздуха и малые размеры рабочих колес компрессоров и турбин, из-за сложности конструкции и большого количества агрегатов двигатель получился громоздким.

Танковый ГТД «Форд-705» и его схема (США).

Опытный танк Т95 (США), 1958 г.

Боевая масса – 38,2 т; экипаж – 4 чел.; оружие: пушка -90 мм, 1 пулемет – 7,62, 1 пулемет – 12,7 мм; броневая защита – противоснарядная; мощность двигателя – 412 кВт (560 л.с.); максимальная скорость – 56 км/ч; запас хода – 233 км.

По сравнению с ГТД «Форд-705» двигатель «Солар Титан» Т-600 был проще по конструкции и оснащался вращающимся теплообменником. Двигатель ОТ-4 канадской фирмы «Оренда», помимо стационарного теплообменника, имел регулируемый сопловой аппарат (РСА) силовой турбины, обеспечивавший режим торможения двигателем.

Одновременно в 1962 г. с целью накопления необходимого опыта и отработки вопросов, связанных с использованием данного типа двигателей в танках, в США на опытном среднем танке Т95 провели экспериментальные работы по установке ГТД «Солар Сатурн» мощностью 809 кВт (1100 л.с.), изготовленного фирмой «Солар Эркрафт».

Таким образом, начиная с середины 1950-х гт. до начала 1960-х гт. в Великобритании, Франции, США, а также Швеции изготовили и испытали достаточное количество ГТД для различных наземных транспортных средств. Проведенные испытания продемонстрировали ряд преимуществ ГТД по сравнению с поршневыми двигателями: высокие средние скорости движения при одинаковой мощности двигателя; быстрый и надежный пуск двигателя в условиях низких температур; простоту обслуживания и управления двигателем. Однако испытания выявили и необходимость создания специальных ГТД для наземной транспортной техники. Учитывая эти обстоятельства, фирма «Авко Лайкоминг» в середине 1960-х гг. приступила к разработке танкового ГТД с улучшенными мощностными и экономическими показателями. Этот двигатель мощностью 1103 кВт (1500 л.с.) предназначался для установки в новый танк ХМ-1, к созданию которого США приступили после прекращения работ по танку МВТ-70. ГТД, изготовленный уже во втором послевоенном периоде, получил марку AGT-1500.

В других зарубежных странах, таких как ФРГ и Японии, также был выполнен значительный объем НИОКР в области создания транспортных ГТД, которые в основном касались автомобильных двигателей.

В СССР после приостановки работ по танковому ГТД создание транспортных ГТД велось в Научно-исследовательском автомобильном и автомоторном институте (НАМИ). Институт имел определенный опыт работ по газотурбинной технике, накопленный в первые послевоенные годы в связи с применением в автотракторных двигателях турбонаддува. Этим направлением руководил известный специалист, впоследствии доктор технических наук Н.С. Ханин. К разработке ГТД для автобусов и грузовых автомобилей в НАМИ приступили в 1950 г., а в 1952 г. создали конструкторское бюро КЭБ, в 1955 г. реорганизованное в СКБ-2. Разработку автомобильных ГТД в СКБ-2 возглавили кандидаты технических наук А.А. Дашкевич и МА. Коссов.

Кроме того, в декабре 1953 г. в НИДЦ был сформирован отдел газотурбинных двигателей (руководитель Д.А. Портнов), приступивший к рассмотрению возможных путей реализации в ГТД специфических требований, предъявлявшихся к двигателю транспортной машины. Были развернуты работы по расчету, конструированию и испытаниям основных элементов двигателя (турбин, компрессоров, камер сгорания, теплообменников, систем топливоподачи и регулирования), позволившие создать большой научно-технический задел по обоснованию конструктивных схем и параметров транспортного (танкового) ГТД. При этом большое внимание уделялось решению таких проблематичных для данного типа двигателя вопросов, как топливная экономичность, особенно на режимах «малого газа», тормозная мощность и приемистость.

Первый отечественный автомобильный ГТД НАМИ-051 на стенде.

Автомобильный ГТД Турбо-НАМИ-053 и его продольный разрез.

Характеристика ГТД Турбо-НАМИ-053.

К1956 г. в НАМИ изготовили и провели стендовые испытания первого двухвального автомобильного ГТД НАМИ-051. Одновременно работы по созданию автомобильных ГТД развернулись в КБ Горьковского автомобильного завода под руководством главного конструктора В.М. Костюкова, где сразу было принято решение об использовании теплообменников. Уже в 1956 г. завод изготовил первые макетные образцы газотурбинного двигателя ГАЗ-99 мощностью 96 кВт (130 л.с.). Двигатели прошли испытания по узлам и в сборе, но без теплообменника, ленточная матрица которого не выдерживала тепловых ударов.

В связи с развернувшимися за рубежом работами по созданию транспортных ГТД, а также проводимыми исследованиями в данном направлении в НАМИ и НИЛД, вопрос о необходимости создания танкового ГТД был поднят заместителем председателя Совета Министров СССР В.А. Малышевым на состоявшемся 31 января 1956 г. совещании с участием главных конструкторов танков и двигателей – Ж.Я. Котина, А.А. Морозова, П.П. Исакова, Л.Н. Карцева, И.Я. Трашутина и Е.И. Артемьева.

Приводные ГТД ЗПЭ7 (слева) и 2ПВ8 (справа).

Автомобильный ГТД ГАЗ-99.

После совещания у В.А. Малышева главные конструкторы танковых КБ Ж.Я. Котин, Л.H. Карцев и П.П. Исаков в инициативном порядке приступили к разработке танков с ГТСУ. При этом широко использовались результаты НИР, выполненных в конце 1940-х – начале 1950-х гг.

К 1958 г. по техническому заданию Ж.Я. Котина для тяжелого танка «Объект 278», проектировавшегося в ОКБТ ЛКЗ, в СКБ турбинного производства этого же завода под руководством заместителя главного конструктора Г.А. Оглоблина была разработана конструкторская документация на танковый газотурбинный двигатель ГТД-1 без теплообменника с расчетной мощностью 735 кВт (1000 л .с.) и удельным расходом топлива 456 г/кВт-ч (355 г/л.с.-ч). Однако в связи с возникшими техническими и организационными трудностями (отсутствие надежных методик расчета критических частот вращения гибких валов и мер по изменению частоты вращения), срок завершения работ по ГТД-1 трижды переносился и решением Совета Министров СССР окончательно был определен на декабрь 1961 г. Тем не менее доводка двигателя затянулась до конца 1962 г., а затем и вовсе была прекращена в связи со свертыванием работ по тяжелым танкам.

Параллельно с работами по ГТД-1 наЛКЗ в 1958 г. на базе газотурбинного двигателя НАМИ-051 в СКБ-2 НАМИ совместно с конструкторским бюро СТЗ был выполнен проект газотурбинного двигателя ГТД-051А мощностью 313 кВт (425 л.с.), который предназначался для установки в легкий плавающий танк «Объект 195», разрабатывавшийся на СТЗ. Расчетный удельный расход топлива составлял 680 г/кВт-ч (500 г/л.с. ч). Этот двигатель представлял собой одну из модификаций модельного ряда ГТД НАМИ-051 – 053 (помимо модификации 051, были изготовлены двигатели моделей 052 и 053). В 1958 г. автомобильный ГТД Турбо-НАМИ-053 мощностью 257 кВт (350 л.с.), установленный на междугородном автобусе ЗИЛ-127, прошел пробеговые испытания в объеме 15500 км, которые продемонстрировали удовлетворительную тяговую характеристику и сравнительно плохую приемистость этого двигателя (время разгона составляло более 15 с). Тем не менее, при проведении испытаний двигатель проработал без демонтажа с автобуса и ремонта в течение 260 ч.

В процессе совершенствования двигателя Турбо-НАМИ-053 в СКБ-2 НАМИ разработали его улучшенную модификацию – 053А1 меньшей массы (400 кг) и удельным расходом топлива 544 г/кВт-ч (400 г/л.с.-ч). Это было достигнуто за счет увеличения степени повышения давления воздуха в компрессоре и некоторого повышения КПД компрессора и турбины. Однако высокий расход топлива в сочетании с высокой стоимостью ГТД послужил причиной прекращения дальнейших работ в направлении развития автомобильных ГТД серии НАМИ-051-053, и, соответственно, возможности их использования в легких танках первого послевоенного периода.

Одновременно с выполнением НИОКР по автомобильным ГТД в СКБ-2 НАТИ разрабатывался ГТД мощностью 735 кВт (1000 л.с.), предназначавшийся для тяжелого трактора.

Необходимо отметить, что выполненные работы по созданию отечественных автомобильных ГТД выявили необходимость внедрения высокоэффективных теплообменников регенеративного или рекуперативного типа, повышения температуры газа перед турбиной хотя бы до 1100"С и оптимизации параметров цикла. Одним из направлений дальнейшей деятельности в этой области стала разработка трехвального автомобильного ГТД с теплообменником и с промежуточным охлаждением сжатого воздуха. К работе, которую в НАМИ с 1958 г. возглавил заместитель начальника СКБ-2 B.C. Омиров, был привлечен широкий круг специалистов из смежных отраслей: В.В. Уваров, Малинин (МВТУ), Г.Ю. Степанов (ВА БТВ), Б.М. Митин (ЦИАМ), А. Дейч (МЭИ) и Б.М. Стечкин. Накопленный в процессе выполнения НИОКР научно-технический потенциал, впоследствии, в 1960-1961 гг., использовали в НАМИ при проектировании малоразмерных приводных ГТД мощностью от 22 до 110 кВт (от 30 до 150 л.с.) для автономных энергетических установок самоходных ствольных и ракетных комплексов ПВО («Шилка, «Енисей», «Куб» и «Круг»). Были разработаны и изготовлены три типа ГТД: ЗПЭб мощностью 29 кВт (40 л.с.), ЗПЭ7 мощностью 59 кВт (80 л.с.) и 2ПВ8 мощностью 88 кВт (120 л.с.). Двигатели успешно прошли все виды испытаний и были поставлены на серийное производство.

Работы по созданию транспортных ГТД малой мощности продолжились на Горьковском автозаводе в направлении совершенствования конструкции и повышения мощности автомобильного двигателя ГАЗ-99. В 1957 г. заводом был изготовлен автомобильный ГТД компактной конструкции, основные узлы которого размещались в едином литом корпусе из чугуна. В конструкции двигателя впервые применили компоновку с двумя расположенными по бокам двигателя дисковыми вращающимися теплообменниками – специфического для ГТД узла со сложной системой уплотнений. Дальнейшее совершенствование конструкции двигателя в направлении повышения его надежности и технологичности конструкции привело к появлению в 1962 г. газотурбинного двигателя ГАЗ-99Б мощностью 129 кВт (175 л.с.), три опытных образца которого прошли стендовые испытания. Удельный расход топлива по результатам испытаний составил 435 г/кВт ч (320 г/л.с.-ч). В 1965 г. был разработан двигатель ГАЗ-99В мощностью 184 кВт (250 л.с.). Применение в конструкции его внутренних корпусов жаропрочных листовых материалов, обеспечивавших надежную термоизоляцию, позволило выполнить наружный корпус двигателя из алюминиевого сплава. ГАЗ-99В прошел обширную программу стендовых испытаний, включая 300-часовые ресурсные. Удельный расход топлива в результате доводочных работ на стенде был доведен до 340 г/ кВт-ч (250 г/л.с.-ч). Работы над этим ГТД продолжились уже во втором послевоенном периоде. Одна из его последующих модификаций прошла испытания в бронетранспортере БТР-60.

Помимо СКБ турбинного производства ЛКЗ и СКБ-2 НАМИ, в конце 1950-х – начале 1960-х гг. созданием газотурбинного двигателя для танка занимались ОКБ-29 в Омске и специальная группа из СКБ-75 (ЧКЗ) в Челябинске (сформирована в инициативном порядке по указанию И.Я. Трашутина). В 1957 г. специальная группа СКБ-75 под руководством В.Б. Михайлова совместно с ЦИАМ приступила к изучению и освоению методик расчета основных узлов ГТД, анализу зарубежного опыта по созданию автомобильных ГТД (фирм «Форд Моторе компани», «Крайслер», «Вольво» и др.), а также изучению маломощных отечественных и зарубежных вертолетных ГТД. За период до 1961 г. специальной группой СКБ-75 была проделана большая работа по освоению методики расчета рабочего процесса ГТД и их основных составляющих: осевых и центробежных компрессоров, осевых турбин, камер сгорания, пластинчатых теплообменных аппаратов, а также выполнено несколько предэскизных проектов ГТД. Один из них – двигатель ГТД-Т – имел мощность 735 кВт (1000 л.с.), а его габаритная мощность составляла 1838 кВт/ м 3(2500 л.с./м 3).

В августе 1961 г. было подписано распоряжение Совета Министров СССР, согласно которому создание танкового ГТД в 1961-1964 гт. поручалось СКБ-75 ЧТЗ. Этим же распоряжением предусматривалось формирование на заводе ОКБ по ГТД (ОКБ-6).

Все НИОКР по отечественным танковым ГТД в эти годы велись по двум направлениям. Первое направление было связано с приспособлением существовавших вертолетных газотурбинных двигателей. В то время представлялось целесообразным использование в танках существовавших ГТД, получивших широкое применение в отечественной авиационной технике. Деятельность в этом направлении сводилась, как правило, к соответствующей доработке двигателей для их применения в составе танковой силовой установки. В процессе доработки вносились изменения в систему регулирования, выходного редуктора и элементов силовой турбины. Все эти ГТД выполнялись без теплообменников. Практика показала неприемлемость этого направления, однако полученные при испытаниях двигателей результаты были, безусловно, полезными для выработки концепции танковой ГТСУ. Вторым направлением являлось создание специальных танковых ГТД.

Значительный вклад в дело создания отечественных танковых ГТД внес ВНИИ-100, который выполнил ряд НИОКР по системам и отдельным узлам двигателей. Коллектив института принимал участие в рассмотрении многих проектов ГТД, разработанных КБ промышленности, в дальнейшей отработке их сборочных единиц и систем, а также в испытаниях изготовленных опытных образцов двигателей.

В 1958-1960 гт. во ВНИИ-100 на базе гусеничного тягача АТ-Л изготовили и испытали ходовой макет с ГТСУ с использованием авиационного турбостартера ТС-12Ф (руководитель работ В.Д. Лубенский). Мощность этого ГТД составляла 73,5 кВт (100 л.с.). Результаты сравнительных пробеговых испытаний опытного (с ГТД) и серийного (с дизелем) тягачей позволили установить параметры приемистости ГТД (приемистость ГТД не должна была превышать 4 с). Кроме того, была выявлена необходимость защиты проточной части двигателя от запыленного воздуха (опытная силовая установка не имела воздухоочистителя), а также потребность в проведении специальной НИР для решения проблемы очистки воздуха для ГТД и улучшения его тормозных характеристик.

С начала 1960-х гг. к исследованиям возможности применения ГТД в танковых силовых установках активно подключился НИИД, коллектив которого обосновал направления развитая танковых ГТД, изучил особенности их эксплуатации в составе танковых силовых установок и выполнил оценку надежности опытных образцов двигателей. В институте также проработали варианты эскизной компоновки ГТД собственной конструкции с теплообменником в МТО танка Т-55. Габаритная мощность этой силовой установки достигала 474 кВт/м 3(645 л.с./м 3), расчетный удельный расход топлива при среднем эксплуатационном режиме работы двигателя составлял 352 г/кВт-ч (259 г/л.с.-ч). В другом проекте танкового ГТД с теплообменником, имевшего мощность 441 кВт (600 л.с.), предусматривались еще более лучшие параметры. Так, например, удельный расход топлива у этого двигателя составлял 292 г/кВт-ч (215 г/л.с.-ч).