Исторически так сложилось, что место под капотом автомобиля занял нелогичный и неэффективный поршневой двигатель. Но у серьезной техники – серьезные моторы.
Если попросить нашего читателя изобразить на бумаге двигатель внутреннего сгорания, с большей долей вероятности на выходе мы увидим мастерски исполненный шарж на спортивный V8. Или портрет фордовского «экобуста» - кто знает? Но вряд ли кто-то вспомнит, что многообразие ДВС не ограничивается одними лишь поршневыми двигателями, которые проиграли битву за небо и океан, а сейчас отчаянно цепляются за свое место на земле.
Сначала стало очевидно, что пароходы, прокачавшиеся до паровых турбин, ни за что не уступят дизелям свое место в кораблях ВМФ. Затем леденящее дыхание забвения ощутила на себе поршневая авиация – реактивные двигатели установили планку слишком высоко. Казалось, что вот-вот грядет революция и поршневые моторы окончательно уйдут из обихода – как когда-то ушли из своих пещер гонимые неумолимым прогрессом неандертальцы. Но в отличие от неандертальцев они выстояли, хотя следует признать: попытка была предпринята очень основательная.
Начало было положено немцами еще во время войны – в перерывах между изобретением летающих тарелок и атомного оружия возмездия тевтонский гений пришел к очевидному выводу, что бензиновые моторы в качестве танковых силовых агрегатов обладают рядом существенных конструктивных пороков. Казалось бы, Дизель – тоже немецкая фамилия, однако с соляркой в рейхе было намного хуже, чем с бензином. Последний, хотя и сомнительного качества, производился из угля с помощью процесса Фишера-Тропша, в то время как дизельное топливо можно было добыть только из нефти. «Нужно что-то делать», - подумали немецкие конструкторы, но тут весьма некстати закончилась война. Война-то закончилась, да танки не перевелись.
А для танка в условиях современного боя жизненно важным, кроме прочего, являются две вещи – быстро завестись по тревоге и столь же быстро набрать скорость, ретируясь из расположения части, которую вот-вот настигнет ракетный залп. Беда в том, что завести огромный танковый дизель в условиях, скажем, морозной Швеции – задача весьма нетривиальная, поскольку дизтопливо обладает повышенной вязкостью. «Нужно что-то делать», - подумали вслед за немцами шведы и обратили свои взоры на газотурбинный двигатель. Или, если короче, ГТД.
В сравнении с поршневыми визави газовая турбина устроена значительно проще и логичнее. Она лишена огромного количества движущихся навстречу друг другу деталей, а следовательно, обладает значительно меньшей инерционностью. Все, что крутится в турбине, крутится вокруг одной оси. Прежде всего, это многоступенчатый нагнетатель: вращающиеся лопатки спрессовывают поступающий воздух, в несколько раз повышая его плотность. Затем воздух попадает в камеру сгорания, где встречается с топливом. Расширяясь вследствие сгорания, получившийся газ поступает на лопатки собственно турбины (а вернее, нескольких сагрегатированных в одном корпусе турбин) и вращает их. Первая турбина высокого давления находится на одном валу с компрессором и приводит его в движение, последующие непосредственно связаны с нагрузкой. Например, трансмиссией танка. Преимущества у подобной схемы следующие: во-первых, топливная всеядность – может работать на солярке и спирту. Во-вторых, за счет малой инерционности сокращается время холодного пуска и набора оборотов. В-третьих, повышенная надежность и меньшие габариты турбины в сравнении с дизелем той же мощности. И в-четвертых, за счет большей эластичности турбины упрощалась трансмиссия.
В 1967 году шведский производитель вооружений Bofors наладил серийный выпуск безбашенных в прямом смысле танков Strv 103B, оснащенных одновременно дизельным и газотурбинным двигателями. Видимо, шведы осторожничали с новой технологией. Однако семена были брошены в очень плодородную почву, ибо на рубеже 70-х годов прошлого столетия в танковом мире происходило еще одно важное, эпических масштабов событие: США и Германия объединились ради разработки единого для обеих армий танка.
Общий проект назывался MBT-70 и предполагал создание машины, которая могла бы на равных противостоять исключительно удачному советскому шушпанцеру Т-64. Разработанному, между прочим, в Харьковском конструкторском бюро по машиностроению. К несчастью для оппонентов «империи зла», мнения о том, как достичь поставленных целей, разделились. Масштабно мыслящие американцы предлагали установить в танк 150-миллиметровое орудие с возможностью запуска управляемых снарядов, немцы же резонно указывали на весовые ограничения и предлагали бороться с красной угрозой с помощью традиционной 120-миллиметровой пушки. Стоит отметить, что на данном этапе оба варианта – немецкий и американский – предполагали установку дизельных двигателей. К концу 60-х годов прошлого века противоречия в командах, а также высокая стоимость проекта вынудили участников разделиться и продолжать работы в одиночку. Обе команды только собирались с мыслями, как вдруг на дальней орбите НАТО появилось то самое шведское турбочудо. Ну просто как нарочно!
Невзирая на передовой опыт северных соседей, немцы продолжили работу с привычными силовыми агрегатами: перспективный танк Leopard 2 планировалось оснастить 1500-сильным дизелем Mercedes-Benz. И не консерватизма ради – наряду с внушительными достоинствами ГТД обладал рядом недостатков. Прежде всего это непомерно высокий расход топлива и повышенная заметность в инфракрасном диапазоне (максимальная температура газа в турбине достигает 1200°C). Впрочем, за океаном эти изъяны сочли несущественными и в тендере на разработку основного боевого танка для армии США победу над дизельным GM одержал прототип Chrysler, оснащенный 1500-сильной турбиной. Немецкий Leopard 2 также был допущен к испытаниям и показал неплохие результаты, но турбина все-таки перевесила.
Поставки нового M1 Abrams начались в 1980 году, и с тех пор он таки успел повоевать. Хотя его первоначальная задача – противостояние с Т-64 – к тому времени потеряла актуальность. Все эти годы «империя зла» занималась отнюдь не медитацией, и в 1976 году, за 4 года до релиза «Абрамса», началось серийное производство газотурбинных советских Т-80. Коих за время существования СССР успели наклепать несколько тысяч. И можно только порадоваться тому, что весь этот хэви-метал не встретился в массовом побоище, как было задумано создателями.
Стоит отметить, что и для танковой эпопеи автомобильные компании успели поэкспериментировать с газотурбинными двигателями. Наиболее известный пример – прототип Chrysler Turbine, показанный в 1963 году. В том самом году, когда начались работы по проекту MBT-70. А в 1971 году в Формуле-1 дебютировал полноприводный газотурбинный Lotus 56 – были времена, когда регламент позволял и не такое. Отъездив всего три гонки, автомобиль будущего оказался в прошлом – лучшим результатом стало восьмое место Эмерсона Фиттипальди на трассе в Монце с отставанием на один круг. Формульную карьеру Lotus 56 убил еще один недостаток ГТД – запаздывание реакции турбины на нажатие педали газа. Три секунды не критичны для танка, но пилотам гоночного болида приходилось давить тапку заранее, еще до выхода из поворота. Спустя три гонки Lotus вернулся к поршневому двигателю. Сегодня, через 40 лет после этого волевого решения, поршневой двигатель как никогда близок к совершенству. Но теперь, похоже, этого уже недостаточно.
По материалам: «АВТОМИР»
