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T-80發(fā)展史拾遺:早期汽車與拖拉機用燃氣輪機發(fā)展補充


(相關資料圖)

T-80系列發(fā)展史主要講了一些早期原型車的發(fā)展,但是中間為了故事性省略了一些補充內(nèi)容,其中包括蘇聯(lián)民用汽車的部分相關內(nèi)容,在此以2017年材料里的內(nèi)容進行補充。

原文發(fā)表于個人公眾號:霜音的小房間,有興趣看文章的可以關注一下看別的(

早在1955年蘇聯(lián)第三代重型坦克選型工作啟動前,蘇聯(lián)就已經(jīng)嘗試過研制坦克用燃氣輪機,結果自然是由于各種技術上的問題沒能成功。得益于國外在相關該領域取得的科學和技術進一步,汽車工業(yè)卻能繼續(xù)進行研制工作。相關工作由汽車和發(fā)動機研究所(НАМИ)負責,該所曾在戰(zhàn)后頭幾年里設計過汽車與拖拉機用的渦輪增壓技術,負責人著名的技術科學博士Н. С. Ханин。汽車和發(fā)動機研究所于1950年開始研制公共汽車和卡車用燃氣輪機,于1952年成立了KEB設計局,1955年重組為SKB-2,相關工作由А. А. Дашкевич和М. А. Коссов負責。此外,1953年12月,НИЛД成立了燃氣渦輪發(fā)動機部(由 Д. А. Портнов領導),開始考慮如何用燃氣渦輪發(fā)動機滿足運輸車輛的特殊需求。對發(fā)動機的主要部件進行了理論計算、設計和測試,從而為運輸車輛(及坦克)燃氣輪機的設計方案和參數(shù)論證建立了大量科學技術儲備。該部對于解決燃氣輪機的燃油效率(尤其是在小油門模式下)、制動功率和噴油量等問題的方法給予了極大關注。

1956 年,汽車和發(fā)動機研究所生產(chǎn)出第一臺燃氣輪機НАМИ-051并進行了臺架試驗。與此同時,在總設計師В. М. Костюкова的領導下,高爾基汽車廠設計局開始了汽車燃氣輪機的研發(fā)工作,并決定使用熱交換器。早在1956年,該廠就生產(chǎn)了GAZ-99 燃氣渦輪發(fā)動機的首批測試樣機,輸出功率為 96 千瓦(130 馬力),并對其進行了單元測試和組裝測試,但沒有安裝熱交換器,因為熱交換器的部分零件無法承受熱沖擊。結合國外對于燃氣輪機進行的相關研究工作,以及汽車和發(fā)動機研究所和НИЛД在這一領域的研究,馬雷舍夫在1956年1月31日舉行的會議上提出擴大坦克用燃氣輪機工作的必要性,參加此次會議的包括坦克設計總師和發(fā)動機設計總師科京、莫洛佐夫、伊薩科夫、卡爾采夫、И. Я. Трашутина和Е. И. Артемьева。

在列寧格勒基洛夫廠研制GTD-1的同時,1958年,在НАМИ-051燃氣輪機的基礎上,汽車和發(fā)動機研究所的SKB-2 與STZ設計局一起設計了GTD-051A燃氣輪機,功率為 313 千瓦(425 馬力),計劃安裝在STZ正在研制的195工程輕型兩棲坦克中。該發(fā)動機是НАМИ-051至053系列的改進型之一(除051改進型外,還生產(chǎn)了052和053發(fā)動機)。1958 年,輸出功率為 257 千瓦(350馬力)的Турбо-НАМИ-053燃氣輪機被安裝到了ZIL-127公交車上,進行了15500公里的里程測試,結果表明牽引性能令人滿意,但該發(fā)動機的加速能力相對較差(加速時間超過15秒),但依然在公交車上運行了260小時,沒有進行過拆卸和維修。

在改進Турбо-НАМИ-053的過程中,?SKB-2開發(fā)了改進型053A1,重量更輕(400千克),耗油量為增大。然而,高耗油量加上燃氣輪機的高昂成本,導致НАМИ-051-053系列燃氣輪機的進一步研發(fā)工作被迫停止,原本這些燃氣輪機可被應用于蘇聯(lián)戰(zhàn)后第一代輕型坦克。在研制汽車燃氣輪機的同時,SKB-2還為重型拖拉機研制了735 千瓦(1000馬力)的燃氣輪機。

應該指出的是,在研制蘇聯(lián)汽車燃氣輪機的工作中,設計人員發(fā)現(xiàn),需要為燃氣輪機引入再生式或蓄熱式的高效熱交換器,將燃氣輪機的上游氣體溫度提高到至少1100°C,并優(yōu)化循環(huán)性能。在這一領域開展的工作之一是生產(chǎn)一種帶有熱交換器和壓縮空氣裝置的燃氣輪機。自?1958?年以來一直НАМИ SKB-2副所長的奧米洛夫(В. С. Омиров)領導了這項工作,且相關行業(yè)的眾多專家也參與了這項工作。研發(fā)過程中積累的經(jīng)驗后來被應用于研制22至?110?千瓦(30?至?150?馬力)的小型燃氣輪機,應用于蘇聯(lián)自行防空系統(tǒng)上(石頭河,葉尼塞河,山毛櫸和2K11)。一共生產(chǎn)了三種類型:3PE6功率為29千瓦(40馬力),3PE7功率為59千瓦(80馬力),2PV8功率為88千瓦(120馬力)。這些發(fā)動機成功通過了各種測試,并投入批量生產(chǎn)。高爾基汽車制造廠在改進設計和提高GAZ-99發(fā)動機功率的方向上,繼續(xù)進行低功率燃氣輪機的研制工作。1957年,該廠開發(fā)出一種設計緊湊的燃氣輪機,主要部件位于鑄鐵外殼中,首次在發(fā)動機兩側(cè)采用兩個盤式旋轉(zhuǎn)熱交換器的布局,是一種帶有復雜密封系統(tǒng)的燃氣輪機特殊布局。為了提高可靠性和生產(chǎn)性,高爾基廠對發(fā)動機設計進行了進一步改進,1962 年研制出了輸出功率為129千瓦(175 馬力)的 GAZ-99B 燃氣輪機,并對三臺原型機進行了臺架測試。經(jīng)過進一步改進,輸出功率為184千瓦(250 馬力)的GAZ-99V型發(fā)動機于1965年問世。由于內(nèi)殼使用了耐熱薄板材料,其具備可靠的隔熱性能,發(fā)動機外殼ze由鋁合金制成。GAZ-99V發(fā)動機經(jīng)過了大量的臺架測試,改進后降低。其后續(xù)改進型之一在BTR-60裝甲運兵車上進行了測試。VNII-100對蘇聯(lián)坦克燃氣輪機的研制做出了重大貢獻,該研究所的團隊在分析了汽車燃氣輪機的可能方案后,對與坦克中運行條件有關的燃氣輪機主要方案進行了理論研究,開發(fā)了帶有分離式渦輪機的燃氣輪機原型設計。

1958-1960年,VNII-100 在AT-L履帶拖拉機的基礎上制造并測試了一個行駛模型,裝有以TS-12F航空渦輪啟動器為基礎制造的 燃氣輪機(В. Д. Лубенский為負責人)(TS-12F航空渦輪啟動器由478廠設計局為НК-12機研制的),功率為千瓦(100 馬力)。

對拖拉機原型車(使用燃氣輪機)和量產(chǎn)拖拉機(使用柴油發(fā)動機)進行的比較試驗結果,確定了燃氣輪機的部分性能參數(shù)(燃氣輪機噴油不應超過4秒)。此外,測試還表明,有必要保護發(fā)動機的空氣流通部分以防灰塵影響(燃氣輪機原型沒有空氣凈化器),并進行專門研究以解決燃氣輪機空氣凈化問題和改善其制動性能。

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