5 TDF. Πηγή: autocentre.ua
Τρεις ήρωες
Όπως γνωρίζετε, εγχώριο Δεξαμενή Η κατασκευή του κινητήρα βασίστηκε σε τρία βασικά σχέδια - V-2, 5TDF και GTD-1000. Το πιο αξιοσημείωτο είναι ότι όλοι οι κινητήρες ήρθαν στο χώρο του κινητήρα του ρεζερβουάρ από αεροπορία. Στην ανάπτυξη των κινητήρων ντίζελ V-2 και 5TDF, ειδικοί από το Central Institute of Aviation Motors (CIAM) πήραν τον πιο άμεσο ρόλο. Έτσι συνέβη στην προπολεμική περίοδο που αναπτύχθηκαν οι πρώτοι κινητήρες ντίζελ υψηλής ταχύτητας AN-1 και AD-1 για αεροσκάφη. Παρεμπιπτόντως, το μπλοκ κυλίνδρων του V-2 σε σχήμα V χυτεύτηκε από κράμα αλουμινίου. Αυτός ο χαιρετισμός από τους αεροπόρους ήταν πολύ ακριβός για την εγχώρια βιομηχανία στα χρόνια του πολέμου. Ειδικά στο πλαίσιο μιας χρόνιας έλλειψης αλουμινίου.
Diesel V-2, προκάτοχος του 5TDF. Πηγή: vitalykuzmin.net
Ο αεριοστρόβιλος GTD-1000T για την οικογένεια T-80 δεν κρύβει το αεροπορικό του παρελθόν. Η μονάδα παραγωγής ενέργειας για τη δεξαμενή αναπτύχθηκε στο Γραφείο Σχεδιασμού Αεροπορίας Klimov με βάση έναν κινητήρα ελικοπτέρου.
Πρέπει να σημειωθεί ότι όλοι οι κινητήρες δεξαμενών ήταν πρωτόγνωροι για την εγχώρια και παγκόσμια βιομηχανία. Με τον θρυλικό και πρώτο στο είδος του κινητήρα ντίζελ V-2, τα σοβιετικά τανκς πέρασαν ολόκληρο τον πόλεμο και εισέβαλαν στο Βερολίνο. Ανεξάρτητα από το πόσο οι μοχθηροί επικριτές λένε ότι οι Γερμανοί μπορούσαν να δημιουργήσουν τον δικό τους κινητήρα ντίζελ για την "οικογένεια γατών", αλλά απλά δεν το θεώρησαν απαραίτητο, το V-2 βελτίωσε πραγματικά ποιοτικά την απόδοση τόσο του T-34 όσο και του KV / ΕΙΝΑΙ οικογένεια.
Ένα άλλο πράγμα είναι ότι ο κινητήρας δεν συναρμολογήθηκε πάντα με υψηλή ποιότητα για αρκετά αντικειμενικούς λόγους - την εκκένωση εξειδικευμένων επιχειρήσεων και εργατικών πόρων χαμηλής ειδίκευσης. Το V-2 σε διάφορες τροποποιήσεις εξακολουθεί να λειτουργεί τόσο σε πολιτικούς όσο και σε στρατιωτικούς τομείς. Αρκεί να θυμηθούμε το εντελώς σύγχρονο άρμα T-90, εξοπλισμένο με ένα εκσυγχρονισμένο V-2 με την ονομασία V-92S2. Αν το συγκρίνουμε με το πρώτο πρωτότυπο του πετρελαιοκινητήρα δεξαμενής BD-2, που κατασκευάστηκε στο Kharkov στις αρχές της δεκαετίας του 30, τότε οι βασικές παράμετροι του απογόνου δεν έχουν αλλάξει. Οι διαστάσεις των κυλίνδρων και των εμβόλων, καθώς και ο όγκος εργασίας των 38,17 λίτρων, παρέμειναν ίδιες.
Σε σχεδόν ενενήντα χρόνια, η ισχύς αυξήθηκε από τους 400 ίππους. Με. έως 1000 λίτρα. Με. (λόγω υπερσυμπίεσης και αύξησης της ταχύτητας), η ειδική κατανάλωση καυσίμου και οι διαστάσεις του κινητήρα έχουν μειωθεί. Ταυτόχρονα, ο μέσος κύκλος ζωής ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης συνήθως δεν υπερβαίνει τα 25 χρόνια. Και υπάρχει απόλυτη εμπιστοσύνη ότι οι απόγονοι του V-2 θα γιορτάσουν την 100η επέτειό τους στις μονάδες αρμάτων μάχης του ρωσικού στρατού.
Το πιο ενδιαφέρον είναι ότι το V-2 χρωστάει τόσο μεγάλη διάρκεια ζωής στο ντίζελ 5TDF του Kharkov, πρωτοποριακό για την εποχή του.
Но обо всем по порядку.
Απαιτήσεις για βαλίτσα
Το 5TDF είναι ένα πραγματικό κουτί με μυστικά. Στον κινητήρα ντίζελ, ένας μηχανικός αεροσκαφών από την TsIAM, A. D. Charomsky, συγκέντρωσε πολλές καινοτομίες με έναν στόχο - να επιτύχει την υψηλότερη ειδική ισχύ στον κόσμο. Ταυτόχρονα, ήταν πολύ επιθυμητό να αποκτήσουμε έναν κινητήρα που να μοιάζει πολύ σε μέγεθος με μια βαλίτσα. Για να μπορείτε να το «βάλετε» στο κάτω μέρος του χώρου του κινητήρα και να εγκαταστήσετε ένα σύστημα ψύξης από πάνω. Αυτό, με τη σειρά του, κατέστησε δυνατή την κατασκευή μιας δεξαμενής με χαμηλή σιλουέτα. Τότε αναπτύχθηκε το «Object 432», το μελλοντικό T-64. Όλα αυτά απαιτούσαν μια εξαιρετικά υψηλή πυκνότητα συσκευασίας όλων των κόμβων.
Όπως ήθελε να πει στους υφισταμένους του ο επικεφαλής σχεδιαστής του Γραφείου Σχεδιασμού του Kharkov A. A. Morozov:
«Θυμηθείτε, η μεταφορά θωρακισμένου αέρα είναι πολύ ακριβή».
Τι επέλεξαν τελικά οι μηχανικοί για να δημιουργήσουν έναν τόσο αμφιλεγόμενο κινητήρα;
Πρώτα απ 'όλα, ένα σχέδιο με δύο στροφαλοφόρους άξονες και οριζόντια διατεταγμένους κυλίνδρους, στους οποίους τα έμβολα κινούνται σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Δηλαδή είτε ο ένας προς τον άλλον είτε μακριά ο ένας από τον άλλον. Φυσικά, αφού υπάρχουν δύο έμβολα σε έναν κύλινδρο ταυτόχρονα, τότε πού να βρούμε τη θέση για τις βαλβίδες; Φυσικά, αυτό το πρόβλημα είναι βασικά επιλύσιμο, αλλά πάντα θα οδηγήσει σε αύξηση της μάζας και των διαστάσεων του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Ως εκ τούτου, αποφασίστηκε να σταματήσουμε σε δίχρονο κύκλο με καθαρισμό με ευθεία σχισμή. Αυτό κατέστησε δυνατή την επίτευξη της απαιτούμενης υψηλής ισχύος λίτρων.
Αρχικά, ο πεντακύλινδρος diesel 5TD ανέπτυξε 600 ίππους. σ., αργότερα διασκορπίστηκε στα 700 λίτρα. Με. στη σειριακή έκδοση 5TDF. Παρόμοιες παράμετροι δόθηκαν από τις επιλογές B-2, αλλά με 12 κυλίνδρους, μεγαλύτερη μάζα και όγκο εργασίας 38,17 λίτρα έναντι 13,6 λίτρων για 5TDF. Αυτή είναι ακόμα εξαιρετική απόδοση, αλλά για το 1955, όταν εγκρίθηκε το τεχνικό έργο του κινητήρα Kharkov, ήταν απλά φανταστικό.
5 TDF. Πηγή: armor.kiev.ua
Η συλλογή καινοτομιών του κινητήρα Kharkov περιλαμβάνει επίσης ένα σύστημα ψύξης υψηλής θερμοκρασίας στο οποίο το αντιψυκτικό λειτούργησε στους 115 βαθμούς.
Από τη μία πλευρά, αυτό αύξησε την απόδοση της καύσης του μείγματος καυσίμου στους κυλίνδρους - υπήρχαν λιγότεροι άκαυστοι υδρογονάνθρακες στις επιφάνειες εργασίας. Επίσης, ο «καυτός κινητήρας» έκανε δυνατή την λιγότερη προσοχή στη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ένας επισκευάσιμος κινητήρας θα μπορούσε να λειτουργήσει κανονικά στις 55 μοίρες - το σύστημα ψύξης εκτίναξης τα κατάφερε καλά.
Από την άλλη πλευρά, η ομάδα κυλίνδρου-εμβόλου 5TDF λειτούργησε σε πολύ σκληρές συνθήκες θερμοκρασίας, οι οποίες δεν μπορούσαν παρά να επηρεάσουν τον πόρο και την αξιοπιστία. Υψηλή ισχύς κινητήρα επιτεύχθηκε επίσης λόγω των υψηλών πιέσεων αέρα στους κυλίνδρους. Οι μηχανικοί επέλεξαν ένα εξωτικό σύστημα κίνησης στροβίλου από τον στροφαλοφόρο άξονα και τα καυσαέρια. Το αποτέλεσμα ήταν ένας υβριδικός συμπιεστής, στον οποίο ο κεντρικός άξονας περιστρεφόταν έως και 35 χιλιάδες στροφές ανά λεπτό και ο ίδιος ο στρόβιλος έως και 22 χιλιάδες. Ταυτόχρονα, ο ίδιος ο κινητήρας επιτάχυνε σε μέγιστο 3 χιλιάδες στροφές.
Τέτοιες ξέφρενες ταχύτητες περιστροφής απαιτούσαν εξαιρετική ακρίβεια στην κατασκευή και στους υπολογισμούς. Θυμηθείτε ότι ήταν στα τέλη της δεκαετίας του '50 και οι εγχώριοι κατασκευαστές κινητήρων μόλις επιτέλους είχαν κατακτήσει την παραγωγή, σε αντίθεση με το απλούστερο B-2.
Βρετανικό παράδειγμα
Αξίζει να διακόψετε το νήμα της ιστορίας για χάρη μιας ιστορίας σχετικά με τη σύγκριση του ήδη σειριακού 5TDF με ξένους αντίστοιχους.
Ναι, η διάταξη με δύο στροφαλοφόρους άξονες και έμβολα να κινούνται το ένα προς το άλλο δεν ήταν μοναδική. Στο Ηνωμένο Βασίλειο, ο κινητήρας Leyland L-60 παρόμοιου σχεδιασμού εγκαταστάθηκε στα άρματα μάχης Chieftain και η Rolls-Royce K-430 τοποθετήθηκε στο θωρακισμένο όχημα μεταφοράς προσωπικού FV60. Αυτή η τεχνική έπεσε στα χέρια μηχανικών από την Kubinka κοντά στη Μόσχα στα τέλη της δεκαετίας του '60 και δοκιμάστηκε διεξοδικά.
Υπήρχε μόνο ένας στόχος - να βρεθούν τρόποι βελτίωσης της αξιοπιστίας και της κατασκευαστικής ικανότητας του εγχώριου 5TDF στα βρετανικά τρόπαια. Μέχρι εκείνη τη στιγμή, τόσο οι στρατιωτικοί όσο και οι κατασκευαστές κινητήρων είχαν χρόνο να υποφέρουν με έναν καινοτόμο σχεδιασμό του κινητήρα από κάθε άποψη.
Ένα σχετικό σχέδιο είναι το Leyland L60. Πηγή: en.wikipedia.org
Όπως αποδείχθηκε, ο κινητήρας του Kharkiv είναι 1,5–2 φορές πιο αποδοτικός από τους Leyland L-60 και τη Rolls-Royce K-60 όσον αφορά την ειδική ισχύ. Αλλά ταυτόχρονα, η ένταση εργασίας της παραγωγής ξένων κινητήρων είναι 49% (L-60) και 23% (K-60) χαμηλότερη από την ένταση εργασίας της συναρμολόγησης 5TDF.
Με όλο τον σεβασμό στο τεχνικό επιτελείο των Charomsky και Morozov, ήταν δυνατόν να αναπτυχθεί ένας κινητήρας τόσο δύσκολος στην κατασκευή για μια βιομηχανία που μόλις είχε συνέλθει από τις συνέπειες ενός ολοκληρωτικού πολέμου;
Για παράδειγμα, τα έμβολα των βρετανικών κινητήρων αποτελούνται από 15 μέρη, και στον κινητήρα Kharkov κάθε έμβολο συναρμολογείται από 42 μέρη! Στην επένδυση του κυλίνδρου στον ιμάντα εξαέρωσης (χαρακτηριστικό ενός δίχρονου κινητήρα), το L-60 έχει μόνο 14 παράθυρα "αερισμού", το K-60 έχει 10 και το 5TDF έχει 136 ταυτόχρονα. Ο υπερσυμπιεστής των ξένων Οι δίσκοι αποτελούνταν μόνο από 32 μέρη. Οι Kharkovites προμήθευσαν τον κινητήρα με τον πιο περίπλοκο σχεδιασμό, αποτελούμενο από 180 μέρη. Από τη μία πλευρά, οι κινητήρες από το Ηνωμένο Βασίλειο έδειξαν απλότητα και ακόμη και πρωτόγονο σε σύγκριση με το 5TDF.
Είναι κολακευτικό να συνειδητοποιείς ότι στα μέσα του περασμένου αιώνα, οι εγχώριοι κατασκευαστές κινητήρων ήταν μπροστά από τις κορυφαίες εταιρείες του κόσμου. Ο κινητήρας του Kharkov ήταν πολύ πιο τέλειος από όλες σχεδόν τις απόψεις.
Από την άλλη πλευρά, οι μηχανικοί δεν έλαβαν πλήρως υπόψη τις παραγωγικές δυνατότητες του εργοστασίου στο Χάρκοβο και, το πιο σημαντικό, ξέχασαν τις πραγματικότητες των κινητήρων λειτουργίας. Σε μονάδες μάχης, απαιτούνταν οδηγοί-μηχανικοί υψηλής εξειδίκευσης για να εργαστούν με τόσο περίπλοκο εξοπλισμό.
Και αυτό έγινε το κύριο πρόβλημα του κινητήρα του Kharkov.
Συνεχίζεται...