ГОП для Т-90

ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ И МОДЕРНИЗАЦИИ

МОТОРНО-ТРАНСМИССИОННЫХ УСТАНОВОК ТАНКОВ

О.А. Усов, А.П. Кондратьев, Г.В. Долинин

(ВНИИтрансмаш)

Сборник "Актуальные проблемы защиты и безопасности. Бронетанковая техника и вооружение. Труды девятой Всероссийской научно-практической конференции" Том 3. НПО "Специальных материалов" СПб.2006г. С.221-226

   Отечественное танкостроение в настоящее время находится в сложном положении. С одной стороны, происходит процесс концептуальной переоценки роли и места танков в системе Вооруженных Сил и, соответственно, выработки новых подходов при их создании. С другой стороны, наличие в войсках определенного количества танков предыдущего пос­леднего поколения типа Т-72 и Т-90, экономические трудности и недостаточное финансиро­вание новых разработок привели к серьезному замедлению их развития.

  В сложившихся условиях единственным и наиболее эффективным для России стано­вится направление повышения военно-технического уровня наших танков, в том числе параметра подвижности за счет их модернизации.

Основной танк Т-72 был принят на вооружение в 1973 году и в настоящее время является самым распространенным в мире. Он стоит на вооружении не только в России, но и в ряде стран ближнего и дальнего зарубежья. Однако до последнего времени моторно­трансмиссионная установка (МТУ) оставалась без принципиальных изменений за исключе­нием применения более мощных двигателей.

   Предлагаемый в статье вариант совершенствования МТУ предназначен для серийно выпускаемых танков и модернизации танков, находящихся на вооружении России и зарубежных стран. В результате реализации предложений основные показатели, влияющие на подвижность - удельная мощность на звездочке, тип механизма поворота, конструкция сис­темы управления, тормозные характеристики, легкость управления, эргономика, наличие дублирующей системы управления и т.д., могут быть выведены на уровень танков стран НАТО. Предложение базируется на уже выполненных работах и не требует больших капита­ловложений для проведения опытно-конструкторских работ и освоения производства но­вых систем и узлов. Модернизация МТУ существующего парка танков возможна в условиях танкоремонтных заводов или специализированных ремонтных мастерских, так как работы, в основном, сводятся к замене узлов, что наиболее приемлемо при проведении модерниза­ции за рубежом.

   В связи с тем, что подвижность танков во многом зависит от типа механизма поворо­та и системы управления в статье основное внимание уделено этим вопросам. Почти во всех современных зарубежных и новых отечественных танках используется механизм пово­рота с гидрообъемной передачей, который обеспечивает:

- плавный, но быстрый вход в поворот с возможностью бесступенчатого регулирования радиуса, что уменьшает вероятность заноса и позволяет точно отслеживать траекто­рию движения;

-  повышает точность стрельбы «с хода» и уменьшает вероятность потери цели при маневрировании;

-  уменьшает усилие на органах управления и даже допускает управление одной рукой;

-  повышает быстродействие системы управления;

- повышает долговечность деталей и узлов бортовых коробок передач (БКП), особенно фрикционных элементов (в 2 - 3 раза).

   Для модернизации военно-гусеничных машин (ВГМ) с бортовыми коробками пере­дач и в первую очередь танков типа Т-72, Т-90 в ОАО «ВНИИтранспортного машинострое­ния» (ОАО «ВНИИтрансмаш») разработана оригинальная кинематическая схема механизма поворота с гидрообъемной передачей (ГОП). Её особенность заключается в том, что при прямолинейном движении передаточное отношение механизма поворота (МП) равно 1, что позволяет сохранить БКП и входной редуктор.

   Вторым важным решением является замена механогидравлической системы управле­ния на электрогидравличеекую с программным управлением от электронного блока.

В ОАО «ВНИИтрансмаш» для танков типа Т-72, Т-90 созданы гидравлическая схема и основные узлы управления - распределители, коробка плавности, клапанная коробка, элек­трический избиратель и т.д.

Предлагаемая разработка обеспечивает:

-   синхронность и плавность переключения передач в левой и правой БКП;

- возможность трогания с места и переключения передач без выжима сцепления. Для маневрирования в стесненных условиях сохранена возможность традиционного управле­ния с выжимом сцепления;

-   блокировку переключения передач при прохождении поворотов;

-  включение понижающей передачи на отстающем борту при крайнем положении штурвала (для 1,2,3 передач и передачи заднего хода - ЗХ), что позволяет выйти на минимальные расчетные радиусы и существенно снизить установочную мощность ГОПа. В этом режиме при включении 1-ой передачи или передачи ЗХ производится разворот танка вок­руг вертикальной оси.

   Для сохранения подвижности танка при выходе из строя электронного блока или системы электрооборудования электрический избиратель дополнен механическим, который обеспечивает связь со специальным гидравлическим устройством. В результате танк сохра­няет возможность движения и маневрирования на 1-ой передаче и передаче ЗХ.

   С целью проверки работоспособности узлов, функционирования схем и эффективно­сти новых решений в ОАО «ВНИИтрансмаш» разработан и изготовлен ходовый макет танка Т-90. Ограниченные финансовые возможности и сжатые сроки выполнения работ потребовали максимального сохранения штатных узлов танка Т-90 (двигателя, гитары, БКП, крыши над трансмиссией, пакета радиаторов, систем воздухоочистки и выхлопа), а также принято­го в танке расположения маслобаков.

   Компоновка моторно-трансмиссионного отделения (МТО) выполнялась с сохране­нием штатной схемы размещения узлов и размеров корпуса. Для размещения дополнитель­ных новых узлов (МП с ГОП) принят вариант с увеличением высоты крыши МТО на 120 мм. При рабочем проектировании с отступлением от существующей компоновочной схемы вы­соту подъема крыши можно уменьшить на 50-70 мм.

   Из обслуживающих систем существенной переделке подверглась вентиляторная установка:

- по компоновочным соображениям использованы два вентилятора диаметром 420 мм производства ОАО «Курганмашзавод»;

- в привод вентилятора введена управляемая гидромуфта оригинальной конструк­ции. При достижении двигателем частоты вращения ~ 1800-1900 об/мин и выше увеличи­вается коэффициент проскальзывания, что приводит к снижению частоты вращения вентиляторов. В результате появляется возможность на эксплуатационных оборотах (1500-1900 об/мин) повысить на ~ 15 % частоту вращения вентиляторов без опасения разрушения колес при забросе оборотов двигателя до 2350 об/мин.

      Кроме того, в МП введен дистанционно управляемый с места водителя механизм отключения трансмиссии от двигателя, что позволяет снизить сопротивление прокрутки при запуске холодного двигателя ~ в два раза.

Остальные системы сохранены практически без изменений.

Оригинальным компоновочным решением является объединение в один блок:

- непосредственно МП с ГОП, механизмом отключения трансмиссии и устройства­ми соединения с БКП;

-  вентиляторной установки, состоящей из двух вентиляторов и приводного редуктора с гидромуфтой;

-   маслобака ГОПа.

  Описанный блок МП устанавливается в корпусе танка в двух бугелях с использовани­ем штатного крепления гитары и дополнительного бугеля у левого борта. Реактивный мо­мент воспринимается специальным рычагом, который жестко соединяет корпус блока с ле­вым бугелем. На рис. 1 представлена компоновочная схема МТО, а на рис. 2 и 3 - фотогра­фии модернизированной МТУ.

    Испытания макетного образца подтвердили его функциональные особенности, в том числе, возможность:

-                     осуществления поворотов как с бесступенчатым регулированием радиуса поворота на всех передачах, так и с минимальным расчетными радиусами на низших передачах

(1...3) при переводе штурвала в крайние положения;

-                     плавного, но быстрого с меньшей вероятностью заноса входа в поворот с дальнейшим отслеживанием траектории движения в соответствии с положением штурвала. В ре­зультате во время испытаний зафиксировано повышение средней скорости движения. Так опытный водитель на макетном образце проходит «змейку» по узкой бетонной трассе со скоростью на 19 % выше, чем при движении серийного танка. Очень важно, что плавное изменение траектории движения способствует повышению точности стрельбы «с хода» и уменьшает вероятность потери цели;

-                     разворота танка вокруг оси на 1-ой передаче и передаче ЗХ при крайних положениях штурвала, что повышает маневренность танка;

-                     плавного троганья с места и переключения передач без выжима сцепления. Этот способ вождения упрощает процесс управления, уменьшает утомляемость водителя и способствует повышению средней скорости движения. При испытаниях макетного образца во­дители, как правило, педалью сцепления не пользовались;

-                     движения и маневрирования танка на 1-ой передаче и передаче ЗХ при выходе из строя электронного блока управления за счет перехода на механогидравлическую систему, что снижает уязвимость и повышает живучесть машины;

-                     дистанционного отключения трансмиссии от двигателя для увеличения надежнос­ти его пуска благодаря снижению сопротивления прокрутки;

-                     поддержания температурного режима МТУ за счет отключения вентиляторов.

Серийные танки типа Т-90 и Т-80 с ГОП в МП перечисленными преимуществами не

обладают.

    Разработанная и внедренная на макетном образце электрогидравлическая система управления БПК и штурвальное управление поворотом позволили существенно снизить уси­лия на органах управления, улучшить эргономику и реализовать первый этап автоматизации управления.

Итак, в ходе выполнения конструкторских проработок и испытаний макетного образ­ца:

1.      Показана возможность размещения механизма поворота с ГОП, узлов электрогидравлической системы управления и новой вентиляторной установки в МТО танка Т-90 без принципиальных изменений его корпуса.

2.      Подтверждены ожидаемые функциональные преимущества танка с новыми  

системами: легкость и точность управления, хорошая обратная информативность, возможность автоматизации и, как следствие, повышение средней скорости движения.

3.      Установлено, что новые решения, заложенные в ходовый макетный образец, могут  

быть приняты за основу для совершенствования МТО серийно выпускаемых танков Т-90 и модернизации танков, находящихся в эксплуатации.

При дальнейшем совершенствования МТУ предлагается:

1.                 Ввести автоматизированную систему управления движением путем доработки существующей на макетном образце, для чего:

- установить на штурвале дополнительные клавиши переключения передач;

- ввести необходимые изменения в программу электронного блока.

Это мероприятие позволит упростить процесс управления, повысить четкость и сни­зить утомляемость.

2.                 Ввести дублированную систему управления движением с места командира. Это может быть достигнуто в первую очередь путем внедрения электрической системы управле­ния ГОПом и подачей топлива.

Внедрение этого усовершенствования повысит боевые качества танка и его живучесть.

3.                 Выполнить конструктивное объединение в один агрегат блока МП с вентилятор­ной установкой и гитары. В новой гитаре целесообразно установить нагнетающий насос необходимой производительности с одновременной «ликвидацией» дополнительного насоса. Кроме перечисленных узлов в состав блока целесообразно ввести маслобаки двигате­ля и трансмиссии с одновременным изменением их положения в МТО - переносом баков двигателя к левому борту, а трансмиссии к правому.

4.                 Разработать и ввести усовершенствованный вариант вентиляторной установки, для чего:

   4.1. Ввести в привод вентиляторов многоступенчатый (или бесступенчатый)

          управляемый редуктор, позволяющий быстро отключать вентиляторы при

          увеличении их часто­ты вращения, близкой к максимально допустимой по

          прочности колес и в момент интенсив­ного разгона, а также изменять передаточное  

          отношение в зависимости от выполняемых танком задач, скоростного и  

          нагрузочного режима работы двигателя.

Это позволит:

- увеличить частоту вращения вентиляторов на ~ 15 % на режиме Ne_max и на 30-35 % на режиме Мк_max ;

- снизить частоту вращения вентиляторов при малых загрузках, умеренных и низких температурах окружающего воздуха;

- отключать вентиляторы при разогреве, преодолении водных преград, интенсивном разгоне.

4.2. Ввести необходимые изменения в программное электронное управление с возможностью изменения температурного режима системы охлаждения и режимов работы вен­тиляторов в зависимости от выполняемых танком задач.

4.3.Увеличить диаметр колес вентиляторов с 420 мм до ~ 450 мм.

4.4.Изменить конструкцию вентиляторов - перейти на высокопрочные литые колеса вентиляторов.

     Внедрение перечисленных мероприятий позволит повысить эффективность системы охлаждения, эксплуатационные характеристики МТУ и, в частности, ее экономичность и улучшить разгонные характеристики танка.

    Реализация предлагаемых технических решений позволит не только повысить уровень автоматизации управления и улучшить эргономику, но и поднять основные показатели харак­теристик подвижности модернизованного танка (или танка Т-90 с модернизованной МТУ) практически до уровня лучших зарубежных танков без изменений корпуса танка и серийных дорогостоящих узлов (БКП, двигателя, пакета радиаторов, воздухоочистителей и т.д.).

Gur Khan: интересующиеся темой, наверняка помнят, что первая информация о работах по ГОПу в рамках одного из этапов ОКР "Мотобол", стараниями одного из непосредственных участников работ, прошла в Сети практически сразу после первого выезда танка с установленной на нем новой трансмиссией (за что ему большое спасибо). В Сети она продержалась не долго, ибо учитывая секретность проводимых работ, человеку посоветовали ее убрать от греха. Пользуясь случаем, выкладываю снова часть тех фото, что бы те кто не был в курсе, могли их оценить.