Техника и вооружение 2011 11

При испытаниях танка «Объект 219» в Средней Азии столкнулись с ранее не встречавшейся проблемой пылевых отложений в газовоздушном тракте турбин. Образование пылевых отложений, характерных для среднеазиатского региона, под покрывающим диском колеса центробежного компрессора и в сопловом аппарате оказывали особенно сильное негативное влияние на работоспособность ГТД. Тем более что такие отложения, в отличие от сравнительно рыхлых отложений в центробежном компрессоре, представляли собой достаточно прочные образования, состоящие из спекшихся частиц пыли (с диаметром, в основном, менее 1 мкм), которые формировались при температуре газа перед сопловым аппаратом выше 850-900°С вследствие оседания на поверхности деталей соплового аппарата расплавленных частиц. Рыхлые, легко разрушающиеся отложения пыли наблюдались во всех конструктивных элементах с уступами, карманами, застойными зонами в воздушном и газовом трактах турбин. Это приводило к стеснению тракта, помпажу компрессора, поломкам рабочих лопаток и выходу двигателя из строя. Первые признаки снижения работоспособности двигателя давали о себе знать уже через 10-15 ч движения машины по трассе.

Ненадежная работа ГТД в условиях лессовой запыленности потребовала от специалистов ЗиК, КБ-3 и ВНИИТрансМаш проведения продолжительных и трудоемких работ по обеспечению требуемой работоспособности двигателя. Разработка мер по снижению интенсивности образования пылевых отложений велась по нескольким направлениям:

– исследование мероприятий по предотвращению образования пылевых отложений;

– совершенствование конструкции деталей и узлов ГТД;

– разработка специальных устройств для удаления отложений пыли.

По результатам многочисленных экспериментов в 1970 г. в конструкцию двигателя внедрили систему пылесдува и продувки форсунок. Борьба с образованием пылевых отложений в этом случае велась подачей на входную кромку и галтели вторичного воздуха под давлением через специальные пазы. В процессе экспериментальной отработки были определены оптимальные размеры пазов и их расположение относительно входных кромок лопаток. Кроме этого, периодически, через специальные форсунки, установленные в газовом тракте, весь двигатель продувался сильной струей сжатого воздуха, который удалял пылевые конгломераты и выбрасывал их наружу. Предпринятые меры снизили интенсивность образования пылевых отложений в 2-3 раза, но не исключили их полностью.

В 1971 г. диаметр трубок системы пылесдува увеличили, расширили входную часть рабочего колеса компрессора I каскада, ввели пылевые щитки и выхлопной насадок. Одним из эффективных мероприятий оказалась ликвидация полок рабочих лопаток турбины компрессора высокого давления. Пылевые отложения, накапливающиеся под верхними полками, приводили к повышению нагрузок на рабочие лопатки и к их поломкам.

Для улучшения охлаждения в сопловые лопатки компрессора II каскада ввели дефлекторы, направляющие воздух к задней кромке. Исследования вышедших из строя двигателей, проведенные специалистами ЗиК, позволили наряду с разработкой конструктивных решений выявить причины технологического характера. Так, было установлено, что неравномерное распределение расхода охлаждающего воздуха между лопатками вызвано значительными технологическими отклонениями размеров дефлекторов и лопаток, затеканием припоя в зазор между лопатками, служащего для прохода охлаждающего воздуха, при выполнении пайки соплового аппарата. Нарушения геометрии зазоров влекли за собой слабое охлаждение части лопаток при достаточном общем расходе охлаждающего воздуха и интенсивный рост пылевых отложений. Потребовалось изменение технологического процесса: дефлекторы стали устанавливать в лопатки после пайки, ввели также межоперационный контроль равномерности гидравлических сопротивлений внутренних каналов лопаток.

Танк Т-80 («Объект 219») на участке установки гусениц сборочного цеха ЛКЗ. 1976 г.

Танк Т-80 («Объект 219») выпуска 1978 г.

Серийный танк Т-80 ("Объект 219")

Внизу: Танки Т-80 ("Объект 219") на сдаточном участке сборочного цеха ЛКЗ. 1976 г.

Танк «Объект 219». 1973 г.

Танк Т-80 («Объект 219»).

К сожалению, привлечение к решению возникших проблем специалистов других министерств не дало ожидаемого перехода количества предложений в требуемое качество результатов. Были разработаны и прошли испытания следующие мероприятия:

– поиск жаростойких эмалей, окислов металлов для покрытия конструктивных элементов турбины с целью исключения прилипания к ним расплавленных пылевых частиц;

– покрытие сопловых лопаток материалом из специального сплава, способного расслаиваться («шелушиться») при изменении температуры газа (предполагалось, что отложившиеся частицы пыли будут удаляться с отслоившимися частицами материала покрытия);