Перспективы развития двигателей для техники сухопутных войск зарубежных стран (2019)
Майор Д. Изюмов
В настоящее время в ряде ведущих зарубежных стран двигателестроение представляет собой наукоемкую и высокотехнологичную отрасль производства гражданского и двойного назначения, развитие которой имеет важное значение для экономики и обороноспособности государства.
За рубежом проводятся профильные научно-исследовательские, опытно-конструкторские и технологические работы (НИОКР), успешно реализуются полномасштабные программы разработки, создания перспективных образцов и проведения пробеговых испытаний двигателей (силовых установок) сухопутной техники.
В настоящее время технологическими лидерами в области двигателестроения для сухопутной техники традиционно считаются США, ФРГ и Япония. Необходимо отметить, что Вашингтон в силу сложившихся традиций наряду с модернизацией существующих дизельных и газотурбинных двигателей, а также разработкой новых образцов проводят активные исследования по созданию альтернативных и гибридных силовых установок. В свою очередь ФРГ и ряд других стран, занимающих ведущие позиции в данной области, идут по пути внедрения новых технологических решений в традиционные для них направления двигателестроения.
В дальнейшем ожидается общий рост показателей мобильности зарубежной сухопутной техники за счет наращивания мощности двигателей: на основных боевых танках (ОБТ) в пределах 1500-2000 л. с., на гусеничных боевых бронированных машинах (ББМ) - 500-1 200 л. с., колесных ББМ - 400-800 л. с., а также разработка и внедрение вспомогательных (гибридных) силовых установок.
В западных военных СМИ все чаще сообщается о проведении НИОКР, с целью разработки гибридных силовых установок. Осуществляются опытные работы по внедрению электромоторов в ступицы колес при отсутствии прямой связи с двигателем, что позволяет сохранить подвижность в случае выхода из строя одного из приводов. Это дает возможность машине самостоятельно уйти из-под огня противника при подрыве на мине или самодельном взрывном устройстве (СВУ).
В настоящее время британская компания "БАэ системз" совместно с "Кинетик" проводят НИОКР, связанные с внедрением новых электрических систем, предназначенных для установки на боевые машины.
Применение этих технологий позволит повысить топливную экономичность, надежность, подвижность, а также снизить расходы на эксплуатацию и обеспечит повышенную мощность для питания электрических потребителей, установленных на платформе. Эти достижения разрешает использовать современные вооружения, средства связи и радиолокации, а также питать внешние потребители электроэнергии в полевых условиях.
Одним из направлений в двигателестроении США является в настоящее время проект "Эдванст комбат инджин", в рамках которого МО США заключило контракт с германской компанией "Кумминс" на разработку передового двигателя для американской сухопутной техники.
В частности, производитель дизельных двигателей "Кумминс" в сотрудничестве с компанией "Ачатес пауэр", разработали оппозитный дизельный четырехцилиндровый двигатель (рабочий объем цилиндров 14,3 л, мощность 1 000 л. с., крутящий момент 3250 Нм). Предполагается, что он будет устанавливаться как на перспективные американские боевые машины, так и на уже состоящие на вооружении, включая ОБТ "Абрамс" M1А1 и боевую машину пехоты (БМП) "Брэдли" при их текущей модернизации для продления сроков эксплуатации.
Следующее направление развития двигателей представляют исследования, связанные с созданием относительно небольшого роторного двигателя (РД) для гибридной силовой установки, проводимые американской компанией "Ликвидпистон", специализирующейся на производстве двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Цель проводимых работ - создание перспективной компактной гибридно-электрической силовой установки, состоящей из генератора с повышенными оборотами, связанного с роторным двигателем внутреннего сгорания, работающим на авиационном JP-8 или дизельном топливе. Этот проект позволит эффективнее использовать преимущества электропривода, увеличить запас хода при низком шуме, а также устранить недостатки, такие как высокие стоимость и масса аккумуляторных батарей.
Роторный двигатель Х, разработанный "Ликвидпистон", предлагает эффективное, компактное, легкое, бесшумное решение с низким уровнем вибрации для генерации энергии. Это оптимизированный РД, работающий на более высокоэффективном термодинамическом цикле, существенно повышающий КПД и решающий проблемы с герметичностью и эксплуатационными ограничениями традиционного роторного двигателя Венкеля.
Руководство фирмы сообщало также о проведении работ по созданию небольшого РД "X Мини-дизель", который в настоящее время разрабатывается для применения в агрегате питания цифровой системы управления огнем американской 155-мм самоходной гаубицы M109А2.
Еще одну технологию в области двигателестроения представил научно-исследовательский центр СВ США (TARDEC) совместно с компанией "Дженерал моторс".
В частности, был выпущен демонстрационный образец автомобиля "Шевроле Колорадо" на водородных топливных элементах (заводской индекс модели ZH2). В настоящее время проводятся его ходовые испытания с целью оценки возможностей автомобиля.
По данным научно-исследовательского центра, двигатель ZH2 имеет большой крутящий момент, а машина оснащена 37-дюймовыми колесами, которые увеличивают его проходимость на неровных и ступенчатых поверхностях.
МО ФРГ, в свою очередь, не спешит разрабатывать и внедрять перспективные силовые установки в парк состоящей на вооружении и разрабатываемой техники, а идет по пути модернизации существующих двигателей.
Так, компания MTU, осуществляющая основное производство двигателей для бронетанковой техники (БТТ), провела модернизацию дизельного двигателя модельного ряда "890" - 10V890 для последующей установки на БМП "Пума". В результате проведенных работ он стал отличаться повышенной мощностью и более компактными размерами. По сравнению с существующими зарубежными силовыми установками для средней и тяжелой БТТ, масса и объем уменьшены примерно на 60% Малая масса двигателя и сравнительно небольшие габариты обеспечивают его унификацию в плане установки как на уже состоящие на вооружении образцы БТТ, так и разрабатываемые машины. Ожидается, что поставка 350 БМП "Пума" с новыми двигателями начнется в 2020 году.
Во Франции компания "Электер" разработала параллельный гибридный привод для колесного бронетранспортера VAB в рамках "Программы изучения тенденций" (PEA), инициированной Главным управлением вооружений МО.
Так, параллельный гибридный привод позволяет обеспечить следующие режимы:
- гибридный (для снижения расхода топлива);
- бесшумного передвижения;
- быстрого ускорения при маневрах;
- тихий (ожидания без встроенных генераторов);
- вспомогательная силовая установка с ДВС, обеспечивающая электроэнергию высокой мощности.
В Японии основными направлениями двигателестроения для сухопутной техники, помимо разработки и модернизации дизельных силовых установок, является дальнейшее развитие роторно-поршневых двигателей. Они обладают высокими динамическими характеристиками, повышенной мощностью при небольшом объеме камеры сгорания, при этом обеспечивается достаточно низкий уровень вибрации. В связи с тем, что МО Японии в силу географического положения страны не делает основной акцент на применение сухопутной техники в ходе вооруженных конфликтов, работы по созданию двигателей реализуются как проекты двойного назначения.
Как считают зарубежные специалисты в области двигателестроения, разработка и использование полностью электрических двигателей для средней и тяжелой сухопутной техники в ближайшие 5-10 лет не предполагается вследствие недостаточного уровня развития технологий выработки и последующего накопления электроэнергии. Использование электрических двигателей реализуется в настоящее время лишь на легкой малогабаритной технике (например, квадроциклы и багги).
Таким образом, при рассмотрении зарубежного двигателестроения стоит отметить разработки, касающиеся оппозитных двигателей внутреннего сгорания. С развитием новых технологий и появлением новых материалов работы в данном направлении были активизированы в США. Кроме того, запущены проекты по созданию роторно-поршневых двигателей, работающих совместно с системами водородного впрыска. Выпуск новых двигателей и глубокая модернизация уже существующих позволят ожидать роста показателей мобильности и надежности зарубежной военной техники.
Зарубежное военное обозрение. - 2019. - №12. - С. 44-47