Танковый дизель 5ТДФ: рождение сложности

Чаромский и его дизели

Как уже упоминалось в предыдущей части истории об уникальном дизеле 5ТДФ, корни силовой установки уходят в авиационное моторостроение. И в первую очередь ассоциируются с Алексеем Дмитриевичем Чаромским.

Заниматься дизельной тематикой Чаромский начал еще в 1931 году, когда в Центральном институте авиационного моторостроения им. П. И. Баранова (ЦИАМ) создали группу дизелестроителей или, как их официально называли, «отдел нефтяных двигателей». Кстати, руководителем второго «отдела бензиновых двигателей» стал Владимир Яковлевич Климов, именем которого назовут позже известную на весь мир двигателестроительную компанию.

Приметой 30-х годов были авральные темпы разработки всего и вся – руководство страны требовало решения сложнейших технических задач и постановки на производство в течение пары-тройки лет. Группа Чаромского должна была разработать целую линейку дизельных моторов различного класса, но в итоге получился только один. Это был 12-цилиндровый «нефтяной» АН-1 мощностью 913 л. с., который предполагали монтировать на бомбардировщики. Кстати, двигатель у Чаромского получился вполне современным.

При сравнении с трофейным Jumo 205 от бомбардировщика Junkers Ju 86, АН-1 показал себя с хорошей стороны – был мощнее, надежнее и работал устойчивее. История АН-1 была длинной и бесславной.

А вот немецкий дизель заслуживает отдельного упоминания. Это был 6-цилиндровый 12-поршневой дизель с вертикальным расположением цилиндров. 600-сильный агрегат попал в Советский Союз во время войны в Испании и вызвал у инженеров неподдельный интерес. После двухлетнего изучения экзотическую схему решено были не перенимать и продолжить работу по V-образным моторам. Официальная версия – немецкий дизель слишком ненадежен, хотя и отличается высокими удельными характеристиками. На самом деле трофейный мотор был слишком сложен для производства на заводах СССР того времени, и полноценное соблюдение технологического цикла было невозможно.

Внимательный читатель наверняка увидит в схеме двухтактного турбопоршневого Jumo 205 прообраз будущего послевоенного танкового дизеля 5ТД и будет совершенно прав. Немецкие идеи найдут свое воплощение уже совершенно на ином уровне в СССР в начале 60-х годов. Именно тогда на первый план вышли высокие удельные характеристики дизеля. Только уже не у авиаторов, а у танкистов.

Но вернемся в 1938 год, в котором Чаромского за задержку в разработке авиадизеля в том же году отправили на 10 лет в шарашку НКВД на завод № 82. Здесь он разработал два дизеля – 24-цилиндровый М-20 и 12-цилиндровый М-30. Последний пошел в серию и даже успел принять участие в бомбардировке Берлина 11 августа 1941 года. На одном из ТБ-7 были установлены 1500-сильные двигатели Чаромского.

Опыт группы Чаромского, накопленный в процессе разработки АН-1, пригодился в разработке первого в мире танкового дизеля В-2. Ведущие сотрудники «отдела нефтяных двигателей» ЦИАМа были направлены в Харьков в отдел 400 завода № 182 в помощь местным инженерам.

Некоторые комментаторы говорят об авиационном прошлом танкового В-2 с некоторым пренебрежением, дескать, не смогли танковые инженеры справиться своими силами. Здесь несколько аспектов.

Во-первых, в Харькове опыт дизелестроения заключался исключительно в постройке низкооборотных судовых моторов.

Во-вторых, только у авиаторов на тот момент были хотя бы какие-то навыки создания скоростных дизелей. А высокооборотные дизели для сухопутной техники – это совсем другие требования к конструкции, материалам и массово-габаритным параметрам. Поэтому, вполне логично, что за основу конструкции В-2 взяли решения авиадизеля АН-1. Просто потому, что ничего другого не было под рукой, а война была уже так близко.

Но вернемся к судьбе Алексея Дмитриевича, которого в 1942 году освободили из заключения, и он до начала 50-х годов занимался исключительно авиационными дизелями. Но эра поршневой техники в самолетостроении уходила, а к разработке реактивных двигателей Чаромский не был предрасположен.

Мощнее и мощнее

Харьковский 5ТДФ родился из одноцилиндрового отсека У-305. Этот отсек был своеобразным модулем большого 10000-сильного дизеля М-305, который Чаромский в начале 50-х годов пытался пристроить в авиацию.

Алексей Дмитриевич взял за основу подзабытый к тому времени немецкий мотор Jumo 205. Создать серийный двигатель не удалось, зато Чаромский защитил на этом проекте докторскую диссертацию.

К кому обращаться с экзотической идеей, оказавшейся ненужной авиаторам?

Для судостроения мотор были слишком быстроходным и низкоресурсным. Оставались – танкисты, которые как раз задумывались о технике нового поколения.

Главный конструктор харьковского завода Александр Александрович Морозов идею воспринял очень хорошо и сразу назначил Чаромского главным по танковым моторам в Харькове. И здесь снова вмешиваются своеобразные обстоятельства.

В Харькове в начале 50-х годов практически никого не осталось в моторном КБ из довоенного состава. Большая часть эвакуированных инженеров осела на Урале и постепенно доводила там до ума проверенную конструкцию В-2. Домой на завод № 75 с Челябинского тракторного завода вернулись считанные единицы. Харьковчанам, чтобы забрать пальму первенства у легендарного «Танкограда» и Нижнего Тагила, требовалась революция. И в деле моторостроения главным революционером стал Чаромский, в кратчайшие сроки собравший вокруг себя крепкое КБ.

Первым прототипом стал четырехцилиндровый 4ТПД, собранный из четырех модулей У-305. Дизель получился слабоватым – всего 400 л. с., и решено было добавить еще один цилиндр. Так появился «чемодан» 5ТД уже с 580 л. с.

В январе 1957 году мотор прошел государственные испытания. Но перспективному Т-64 этого решительно не хватало, и главный конструктор Морозов выдвинул требования увеличить мощность еще на 120 л. с. Чаромский, если следовать официальной версии, как раз в этот момент уходит с поста главного конструктора моторов харьковского завода № 75 по состоянию здоровья.

Однако состояние здоровья позволило Алексею Дмитриевичу позже проработать 15 лет в должностях начальника отдела и заместителя главного конструктора института двигателей АН СССР. Поэтому вполне логично предположить, что настоящей причиной стал или конфликт с Морозовым, или неспособность довести конструкцию 5ТД до требуемых параметров отдачи.

Впрочем, есть и третье предположение – Чаромский с самого начала понимал, что в пятицилиндровом исполнении из такого мотора крайне рискованно выжимать 700 л. с. Серьезное форсирование, к которому прибегли в дальнейшем в варианте 5ТДФ, негативно сказалось на ресурсе и надежности танкового дизеля.

Новым главным конструктором дизеля, после ухода Чаромского, был назначен Леонид Леонидович Голинец.

К марту 1963 года вариант 5ТДФ требуемой мощности в 700 л. с. успешно справился с 200-часовыми испытаниями на заводе, а спустя год и с 300-часовыми. Но это были только испытания на заводе. Военная приемка, всегда славившаяся своей строгостью в Советском Союзе, вывела 5ТДФ из «зоны комфорта». В итоге в 1964 году совместные с военными испытания два представленных мотора провалили, выдержав по 22 и 82,5 часа непрерывной работы. Впереди были годы доработок, часть которых проходила уже в войсковой эксплуатации после принятия на вооружение.

Нефть вместо солярки

История «нефтяных двигателей», которые Чаромский разрабатывал с 30-х годов, была бы неполной без экспериментов по замене солярки для танков на нефть. По мнению отечественных инженеров, потенциальная способность «переваривать» нефть была бы очень кстати в условиях войны. Не успели тыловые части подвести солярку – а наступающие танкисты заправили свои машины из ближайшего нефтепровода. Благо, Советский Союз к 80-м годам уже успел построить трубопровод «Дружба» в Европу.

Заливать нефть в Т-64 с его капризным 5ТДФ экспериментаторы не решились, а взяли проверенный Т-55. Видимо, отдавали себе отчет, что мотор после опытов пойдет под списание, и лучше отделаться малой кровью.

На нефти удельная тяга дизеля В-2 снизилась на 20–30 %, средняя скорость упала на 12 %, путевой расход топлива вырос почти на треть, а запас хода упал на 22 %. Нефть естественным образом стремительно закоксовывала и осмоляла форсунки, сгорала в цилиндрах не полностью и вылетала в выпускной тракт, где и догорала. Т-55 в таких случаях светился полутораметровыми языками пламени из выхлопных труб.

Поразительно, но цилиндропоршневая группа при этом не особенно страдала и лишь незначительно покрывалась нагаром. Гораздо хуже себя чувствовало моторное масло – после 20 часов работы оно густело настолько, что грозило прекращением его подачи к трущимся поверхностям дизеля. В итоге забивался фильтр грубой очистки масла со всеми вытекающими последствиями.

Но в выводах эксперимента авторы все-таки дали рекомендации о возможности заправки танка в экстремальных условиях нефтью из ближайшего трубопровода. Танка при этом хватало всего на 1,5–2 часа натужной работы.

Только вот конструкционно изысканный 5ТДФ к этим курьезным (или варварским) испытаниям никакого отношения не имел.