Как появились дизельные танковые двигатели, как работают и почему их так ценят в войсках

       Самый востребованный российский танк Т-90М ？Прорыв？ умеет резко стартовать, на скорости проходить ？гребенку？, дрифтовать, делать полицейские развороты. Такую прыть многотонной машине дает двигатель В-92, который стал главным героем программы ？Военная приемка？ телеканала ？Звезда？.

       Съемочная группа побывала на предприятиях Уралвагонзавода Госкорпорации Ростех, где производят и ремонтируют дизельные двигатели для бронетанковой техники.

       Рассказываем о рычащих, пахнущих соляркой, но ？всеядных？, надежных и, главное, — очень любимых в сухопутных войсках дизельных двигателях для танков и другой техники, созданной на их базе.

       Для автомобилей и танков

       Первые дизельные поршневые двигатели появились на свет еще в конце XIX века. Они стали революционными для своего времени: дизель был значительно компактнее популярных тогда паровых установок и при этом не требовал долгой подготовки перед запуском.

       Мощность и равномерность работы автомобильного двигателя зависит от количества его цилиндров. Так называемые однорядные двигатели стоят на большинстве легковых автомобилей. Наклонное расположение цилиндров напоминает латинскую букву V.

       Четырехтактный 12-цилиндровый дизель В-92 для Т-90. Фото: Nucl0id / wikimedia.org

       Поршневые двигатели производят и в более сложной компоновке, например в виде звезды. Такие сейчас ставят на многие отечественные корабли. Сложные в производстве, они имеют одно неоспоримое достоинство — КПД, выдавая максимум мощи на единицу веса.

       Но в случае с обычными машинами и даже танками такие сложные моторы не нужны. На танках за редким исключением стоят V-образные двигатели. Наш главный герой — двигатель В-92 — тоже V-образный. Концептуально он похож на классический автомобильный дизель, но при этом гораздо сложнее.

       Родословная В-92

       ？Дедушкой？ В-92 можно назвать двигатель В-46, созданный для первых версий танка Т-72. Его мощность составляла 780 ？лошадей？. Следующей была версия В-84МС, отличавшаяся приводным центробежным нагнетателем. В том числе благодаря этому мощность составила уже 840 лошадиных сил.

       Четырехтактный, 12-цилиндровый дизель В-46 для Т-72. Фото: Banznerfahrer / wikimedia.org

       Приводной центробежный нагнетатель — это устройство, которое с помощью центробежной силы сжимает воздух и подает его в цилиндры, что приводит к увеличению мощности. Но и это еще не предел. На движке для ？Прорыва？ центробежный нагнетатель заменили на еще более эффективный турбокомпрессор.

       Этот мощный 1130-сильный двигатель ставят не только на Т-90М, но даже и на модернизированные ？семьдесятдвойки？. То есть старый двигатель В-84 и новый В-92 взаимозаменяемы.

       Кстати, оба они родом из В-2 — танкового двигателя, разработанного для легендарного танка Т-34. Изначально у двигателя была мощность 500 лошадиных сил, и создавался он в трех основных вариациях: форсированный для тяжелого танка, дефорсированный для тягача и двигатель непосредственно для Т-34.

       Интересно, что изначально этот мотор хотели ставить не на танки, а на самолеты-разведчики Р-5. Авиаконструкторов восхищала простота и надежность, но подвела масса: движок был тяжеловат. Зато на земле ему оказалось самое место. Приемистый, с хорошим крутящим моментом, он обладал еще одним достоинством — работал на дизельном топливе. Это было смелым решением, ведь у законодателей танковых мод того времени: немцев, французов и британцев — движки на танках были бензиновыми.

       Четырехтактный 12-цилиндровый дизель В-2 для Т-34

       Советские инженеры взялись за дизель и сразу выиграли как минимум в расходе топлива. Для сравнения: по проселочной дороге расход Т-34 составлял порядка 300 литров на 100 километров, а у ？Шермана？ — порядка 400 литров при меньшей мощности двигателя, а у ？Пантеры？ — 600 литров на сотню. По запасу хода Т-34 превосходил немецкую ？кошку？ в два с лишним раза, что положительно сказалось во время наступательных операций Красной армии.

       Еще один важный плюс для боевой машины — меньшая возгораемость солярки по сравнению с бензином. Время и боевой опыт подтвердили правильность выбора дизеля.

       Как рождаются моторы

       Как в случае с Т-34, так и сейчас, жизнь танкового мотора начинается с литейки.

       Специалисты Уралвагонзавода называют формовочный участок ？сердцем？ литейки, а ее ？кровью？ — металл плавильно-заливочного участка. На формовке делаются формы, которые обеспечивают полностью геометрические параметры отливки. Форма собирается, передается на плавильно-заливочный участок, где производится заливка сплава алюминия с магнием, марганцем, медью. Все это сплавляется в особых камерных печах. Жидкий металл заливают под большим давлением в формы из спецсостава, напоминающего смесь земли и песка — ？литье в землю？.

       Дальше будущие картер, блоки цилиндров, головки блока цилиндров и другие детали закатывают в автоклавы, чтобы снять напряжение. Тем временем в соседнем цехе отливаются детали размером поменьше. Здесь принцип тот же, только льют уже не в ？землю？, а в кокиль — специальную многоразовую форму.

       За этим идет обработка газом — так из сплава уходят шлаки. После газа — охлаждение. Дальше, подобно скульпторам, заводчане снимают с заготовки все лишнее, называемое облоем.

       Пока в одном цехе имеют дело с алюминием, в другом работают со сталью, а именно — с коленвалом. В двигателе для Т-90М применяется кованый коленвал из высоколегированной стали. Сначала он выковывается, после подвергается шлифовке на специальных станках с ЧПУ. Дальше следует балансировка.

       После в специальных печах проводится процедура ионно-плазменного азотирования. Основная цель — улучшение механических свойств коленчатого вала путем нанесения поверхностных слоев азота. Это увеличивает твердость деталей как минимум в два раза, повышает износостойкость, а также улучшает механические свойства самой конструкции.

       Еще один важный элемент — газораспределительный вал, кулачки которого толкают клапаны впуска и выпуска. В отличие от автомобильного мотора, на танках и на БМП распредвал стоит не снизу, а сверху. При верхнем расположении кулачок давит на клапан почти не отрываясь, так уменьшается износ газораспределительного вала на высоких оборотах. Для закаливания кулачков используются токи высокой частоты.

       Если говорить о топливной системе, то в дизельном двигателе, в отличие от карбюраторного, горючая смесь образуется прямо в камере сгорания. Горючая смесь в цилиндрах воспламеняется не от электрической искры, а от раскаленной сжатием топливовоздушной смеси. В конце такта сжатия в цилиндр форсункой подается определенная порция мелко распыленного топлива. Дальше топливо смешивается с воздухом, под давлением поршня нагревается и воспламеняется, толкая поршень и коленвал. Выделяемая при сгорании топлива энергия и дает движение технике.

       Остывшие формы картеров, очищенные от облоя и отшлифованные, попадают на контрольно-измерительную машину. Также в соответствии с конструкторской документацией, каждый десятый готовый двигатель разбирается, производится контроль параметров и размеров.

       Вторая жизнь мотора

       Высокая точность изготовления деталей плюс сама конструкция двигателя дают то, за что его любят в войсках, — ремонтопригодность. Опыт СВО показывает, что даже во фронтовых рембатах обслуживание двигателей не представляет никаких проблем. Моноблочная конструкция обеспечивает быструю замену двигателя в полевых условиях. Более того, двигателисты в войсках могут провести и точечный ремонт.

       Чтобы продлить жизнь танковому мотору, чей моторесурс подходит к концу, в структуре концерна УВЗ есть предприятия, специализирующиеся на ремонте танковых двигателей с большим пробегом.

       Т-90. Фото: УВЗ

       Сначала такой двигатель разбирают: снимают крышки блока цилиндров, валы газораспределительного механизма, клапана, форсунки и т.д. Далее все отправляется в мойку и затем дефектуется.

       За словом ？мойка？ скрывается целый комплекс, где каждый элемент очищается в специальном растворе МС-15 при температуре 90 °С. Особо грязные детали отправляют в кипяток. Прочный как камень дизельный нагар снимают пескоструйными аппаратами, работающими вместо песка на измельченной абрикосовой косточке. Это очень эффективный метод бережной очистки алюминиевых деталей двигателя.

       Следом идет проверка на герметичность: вода температурой до 95 градусов подается в полости под давлением до 4 атмосфер. Если вода не сочится — приступают к контрольным замерам с помощью специальных щупов. После этого головку блока цилиндров собирают, запрессовывают втулки для клапанов. На каждом цилиндре их четыре: два на впуск и два на выпуск. Важно подогнать все так, чтобы клапан максимально плотно прилегал и при этом не бил металлом по металлу. Производится это на специальном стенде притирки.

       Т-72. Фото: Минобороны РФ

       Итак, коленвал и блок-картер готовы. Параллельно с этим рабочие изготовили или обновили еще несколько сотен больших и маленьких деталей: поршни, клапаны, прокладки... Пришло время собирать все это в единый механизм. После сборки двигатель уйдет на испытательную станцию, где его ждет своего рода выпускной экзамен.

       По словам специалистов УВЗ, за свою жизнь двигатель может пережить несколько ремонтов. При этом капитально отремонтированный двигатель должен показывать те же характеристики, что и новый. Живучесть двигателя во многом зависит от отношения к нему. А умению понимать мотор, чувствовать ？сердце？ танка учат с первых курсантских лет танкового училища.

       Двигатели российского военпрома

       На танках Т-90 предыдущих поколений лошадиных сил в двигателе было 840. Сейчас ощутимо больше — 1130. При этом двигатель остался в прежних габаритах. Добиться этого удалось за счет форсирования. И такая мощность, по словам конструкторов, — еще не предел.

       Сегодня оборонное направление нашего предприятия представлено широкой линейкой дизельных двигателей мощностью до 1500 лошадиных сил. По соотношению мощности к массе и габаритам наши двигатели являются лучшими в мире. Мы называем их железными сердцами российской бронетехники.

       Елена Тихомирова, генеральный директор предприятия УВЗ

       Кроме Т-90М и Т-72Б3М этими моторами оснащается самоходная артиллерия, например САУ ？Мста？, а также — боевая машина поддержки танков (БМПТ) и целое семейство инженерной техники: инженерные машины разграждения (ИМР), универсальная бронированная инженерная машина (УБИМ), сочетающая в себе и путепрокладчика, и эвакуационную, и саперную машину.

       САУ ？Мста？. Фото: Минобороны РФ

       Благодаря дизелям Уралвагонзавода танки, самоходки, гусеничные шасси для зенитных ракетных комплексов имеют отличные скоростные характеристики и маневренность, а экипажи бронетанковых машин успешно выполняют свои боевые задачи.

       И этих боевых задач в зоне проведения специальной военной операции меньше не становится, а значит фронту нужно как можно больше таких моторов. Руководство Уралвагонзавода это прекрасно понимает, и сейчас концерн выпускает танковые моторы в таком темпе, какого никогда не было в современной России.

       Подводя итог, остается добавить: конечно, эволюция не стоит на месте. Уже давно появились газотурбинные танковые моторы. На Западе набирают популярность электродвигатели. Но вряд ли они смогут вытеснить классический танковый дизель. Ведь он достаточно неприхотлив, экономичен и ремонтопригоден. А потому очень любим в войсках.

       Как производится этот материал, зачем он нужен и какую роль в этом играет Восточный научно-исследовательский углехимический институт

       Металлургия без кокса как машина без топлива — не работает! Кокс является незаменимым топливом в металлургической отрасли и литейном производстве, обеспечивая плавку руды и получение металлов и сплавов. Его качество напрямую влияет на эффективность процесса.

       Контроль за качеством кокса в России осуществляет Восточный научно-исследовательский углехимический институт (ВУХИН). В его специализированной ？черной？ лаборатории исследуют угли различных марок и месторождений, комбинируют их в шихте и получают кокс с оптимальными характеристиками.

       Разбираемся, зачем нужен кокс, как его получить и есть ли для него альтернативы.

       Что такое кокс?

       Кокс — это твердый пористый материал, который получают путем нагревания каменного угля без доступа воздуха. Этот процесс называется коксованием и происходит при температурах около 1000–1100 °C. В результате из угля удаляются летучие вещества, а остаток превращается в кокс — богатый углеродом продукт, который обладает высокой теплотворной способностью и механической прочностью. Также кокс практически не содержит серы и других вредных веществ, что важно для качества конечного продукта.

       В металлургии кокс выполняет две основные функции. Во-первых, при сжигании в доменных печах он выделяет большое количество тепла, что необходимо для плавления металлов. Во-вторых, кокс взаимодействует с рудой, восстанавливая железо из оксидов и превращая его в чистый металл. Это происходит благодаря тому, что углерод в составе кокса связывает кислород, выделяя углекислый газ. Дополнительно кокс создает пористый слой в доменной печи, который обеспечивает равномерное распределение газов и поддерживает стабильность процесса плавки.

       Кокс был открыт практически случайно в начале XVIII века в Англии. Горняки заметили, что если нагревать каменный уголь без доступа воздуха, он теряет газы и превращается в более твердое и чистое топливо. Первые промышленные способы получения кокса разработал промышленник Абрахам Дарби, использовав его для выплавки чугуна. Это открытие сыграло ключевую роль в развитии металлургии и промышленной революции — сегодня кокс применяется во всех доменных печах мира.

       Как рождается кокс

       Все начинается с каменного угля. Но не всякий уголь подойдет для коксования. Нужен специальный коксующийся уголь, который обладает определенными свойствами: он должен быть плотным, содержать мало примесей и хорошо спекаться. Уголь разных марок измельчают до крупности менее 3 мм, а затем он, перемещаясь по технологической цепочке, перемешивается до однородного состава.

       Подготовленный уголь загружают в огромные коксовые печи. Набор из печей составляет коксовую батарею — это настоящий гигант, который может быть высотой с пятиэтажный дом! Печи представляют собой узкие камеры, выложенные огнеупорным кирпичом, которые выдерживают экстремально высокие температуры. Уголь загружают в печь, а затем герметично закрывают, чтобы внутрь не поступал воздух. Это важно, потому что процесс коксования происходит без доступа кислорода.

       Дальше начинается самое интересное. Печь разогревают до температуры 1250–1400 °C. Под воздействием температуры из угля начинают выделяться летучие вещества: газы, смолы и пары. Постепенно, за 15–20 часов, уголь теряет все летучие компоненты и превращается в кокс. Он приобретает серебристо-серый цвет и становится очень прочным.

       Фото: ОНПП ？Технология？

       После завершения коксования готовый кокс выдают из печи с помощью специальных машин — коксовыталкивателей. Это зрелище впечатляет: раскаленный кокс выталкивается из печи и попадает в коксотушильный вагон, где его охлаждают водой или везут на установку сухого тушения кокса, где охлаждение кокса происходит инертным газом. После этого кокс готов для отправки металлургам.

       Интересно, что газы и смолы, которые выделились в процессе коксования, тоже не пропадают зря. Эти вещества улавливаются и отправляются на дальнейшую переработку. Из них получают ценное сырье: каменноугольную смолу, бензол, аммиак и другие продукты, которые используются в химической промышленности для производства пластмасс, красителей, лекарств и даже парфюмерии.

       ВУХИН: 90 лет угольной экспертизы

       Без малого столетие одним из ключевых российских предприятий, обеспечивающих металлургическую отрасль высококачественным коксом, является Восточный научно-исследовательский углехимический институт (ВУХИН, входит в холдинг в отрасли химической промышленности Госкорпорации Ростех, головная организация — ОНПП ？Технология？ им. А.Г. Ромашина). Институт специализируется на разработке и внедрении инновационных технологий в области коксования и переработки угля.

       В частности, ВУХИН занимается исследованием свойств угля и оптимизацией процессов коксования; разработкой экологически чистых технологий, снижающих вредные выбросы; созданием новых видов кокса с улучшенными характеристиками для современных металлургических производств.

       Благодаря работе ВУХИНа металлургическая отрасль получает не только высококачественное топливо, но и решения, которые позволяют снизить затраты и минимизировать воздействие на окружающую среду. Это делает предприятие важным игроком в поддержании конкурентоспособности российской металлургии на мировом рынке.

       Будущее кокса: есть ли альтернатива?

       Несмотря на свою незаменимость, возможно, в будущем кокс уступит место новым технологиям. Металлурги экспериментируют с прямым восстановлением железа водородом, плазменными и другими технологиями, которые потенциально могут снизить зависимость отрасли от угля. Однако пока кокс остается главным топливом для черной металлургии, и его качество напрямую влияет на успех производства.