Развитие отечественного танкостроения в прежние времена представлялось одной сплошной прямой линией. Однако с открытием архивов стало ясно, что от этой улицы было множество ответвлений, в том числе ведущих в большие и малые тупики. Сегодня широко известна история создания нижнетагильского варианта «нового среднего танка», получившего в своё время шифр «Объект 140». К этой машине прочно приклеился ярлык неудачной — причём, публично навесил его не кто-нибудь, а сам главный конструктор.
Ещё в 1991 году Леонид Николаевич Карцев в своей биографической книге «Моя судьба — Нижний Тагил» писал:
«После нескольких бессонных ночей я написал письмо в ЦК КПСС и СМ СССР с просьбой о снятии с нас этой работы… Работу сняли. А меня даже не наказали. Несмотря на это, я чувствовал за собой большую моральную вину. Было списано 10 миллионов рублей государственных денег!»
Эту неудачу Леонид Карцев объяснял своей неопытностью как главного конструктора:
«Оценивая сейчас многие свои действия и замыслы той поры, я понимаю, что в основном причиной ошибок была моя неопытность, желание во что бы то ни стало достичь результата как можно быстрее».
Напомним, что должность главного конструктора по танкам «Уралвагонзавода» Карцев занял в 1953 году, в возрасте всего 30 лет. Да, за его плечами тогда была война, успешно оконченная Бронетанковая академия, но вот опыта самостоятельной конструкторской работы не было почти никакого. Как получилось, что такого человека поставили на столь значимую должность — отдельная история, но что касается «Объекта 140», то к моменту закрытия работ по нему в июне 1958 года КБ-520 запустило в серию такие известные танки как Т-54А, Т-54Б и Т-55.
Очевидно, что годы работы по «Объекту 140» не прошли даром ни для самого Карцева, ни для руководимого им конструкторского бюро. Всё в том же 1991 году Карцев писал:
«Труд по созданию объекта 140 оказался не бесполезным. Заложенные в этом объекте идеи и конструкторские решения были воплощены в последующих модификациях танков. Применённые впервые в этом объекте баки-стеллажи стали устанавливаться на все последующие танки, начиная с Т-55. Разработанная для объекта 140 нарезная 100-мм пушка стала базой для создания гладкоствольной 115-мм пушки, которая в будущем была установлена на Т-62. Когда начинали проектировать объект 140, конструктор А.А. Барихин предложил установить на него опорные катки из алюминия. Начальник сектора ходовой части С.М. Брагинский был категорически против, считая, что они надёжно работать не будут. Чертёж катка был выпущен без подписи начальника сектора… Вопреки пессимистическим прогнозам, катки стояли надёжно. Ходовая часть с этими катками использовалась на многих опытных образцах и, в конце концов, была установлена на Т-72».
Спустя 50 лет с начала разработки «Объекта 140» профессионалами-конструкторами Уральского КБ транспортного машиностроения, как теперь именуется бывшее КБ-520, была предпринята попытка непредвзято оценить тот технический задел и опыт, который был получен при работе над «неудачной» машиной. В ноябре 2003 года прошла специальная конференция, на которой рассматривались результаты экспертной оценки новых технических решений, использованных при создании «Объекта 140». Результатом работы конференции стала справка, в которой отразились оригинальные технические решения и их ожидаемая эффективность, а также проблемы, возникшие при разработке танка.
Корпус
Оригинальным и прогрессивным техническим решением стало поперечное сечение корпуса танка в зоне башни в форме рюмки. Это позволило удовлетворить противоречивые требования, предъявляемые к корпусу: иметь малую ширину в зоне ходовой части и максимально возможно большую ширину в зоне погона башни. При этом решалась проблема увеличения диаметра погона на 434 мм, т.е. диаметр составил 2250 мм в свету вместо 1816 мм на Т-54. Предполагалось иметь цельноштампованный борт (без бортовых защитных планок) из специального броневого листового проката переменного сечения по толщине в средней части корпуса. Толщина верхнего пояса составляла 57 мм, нижнего — 80 мм. В зоне моторного отделения верхний наклонный пояс бортов был срезан наклонными листами крыши толщиной 30 мм, при этом конфигурация сечения перешла от «рюмки» к шестиграннику.
Впервые была применена крыша МТО из лёгкого алюминиевого сплава. Цельноштампованная подбашенная крыша арочной конструкции за счёт скул и кольцевой впадины под погон создавала значительную жёсткость корпусу и решала проблему повышения живучести танка при попаданиях снарядов в лобовую часть башни. Наряду с применением цельноштампованных бортов корпуса переменного по толщине сечения и срезанием верхнего пояса бортов в районе МТО наклонными листами крыши толщиной 30 мм вместо толщины бортов 57 мм, это позволило существенно снизить массу танка в целом.
Существенным недостатком в конструкции корпуса стало отсутствие замковых соединений в сварных узлах. Это привело к низкой живучести корпуса при снарядном обстреле.
Есть мнение, что корпус такой конструкции был нетехнологичным, а заготовки листов борта переменной толщины мог тогда изготовлять только один Ижорский завод. Однако в период 1955–1959 гг. мариупольский филиал ЦНИИ-48 и московский филиал ЦНИИ-100 разработали технологии проката таких заготовок применительно к существующим прокатным станам «Азовстали», Кузнецкого и Магнитогорского металлургических комбинатов и Ново-Тагильского металлургического завода.
В ходе обмена мнениями директора «Уралвагонзавода» И.В. Окунева и начальника бронетанковых войск генерал-полковника П.П. Полубоярова, состоявшегося в июле 1957 года и впоследствии закреплённого перепиской, отмечалось:
«Наиболее полноценное сочетание высокой броневой защиты с необходимыми полезными броневыми объёмами при минимальном весе и возможность размещения башни с большим диаметром погона даёт корпус с гнутыми бортами, имеющими различную толщину по своей высоте, чем обеспечивается дифференцированное бронирование бортов по высоте машины».
Не было возражений против такой конструкции и у Министерств транспортного машиностроения и оборонной промышленности, несмотря на рост трудоёмкости изготовления такого корпуса на 20–30% против корпуса танка Т-54.
Башня
На башне применялась цельноштампованная крыша со сферической поверхностью — за исключением передней части, где с целью увеличения бронестойкости уменьшили угол наклона крыши за счёт снятия сферы; такая крыша обеспечивала минимальные потери внутренних объёмов и позволяла значительно уменьшить высоту лобовой части башни.
Значительно (на 87 мм) по сравнению с башней Т-54 была снижена высота башни «Объекта 140» за счёт опускания оси цапф пушки и выполнения стенок башни под максимальными углами наклона. Это позволило резко сократить бронированные поверхности башни и сэкономить массу.
Применение корпуса и башни с вышеуказанными техническими и конструктивными решениями, по мнению начальника отдела №5 В.И. Васильева и начальника сектора В.Д. Тумасова, позволило обеспечить решение наиболее важных вопросов компоновки башни и боевого отделения. На танк ставили более мощную пушку и увеличили свободный объём боевого отделения на участках рабочих мест экипажа, а также значительно понизили силуэт башни и машины в целом.
Высота корпуса и башни в средней части танка (боевое отделение) была принята из условия обеспечения нормальной работы экипажа и размещения вооружения. В остальных частях высоту также значительно снизили: в корме — за счёт наклона крыши с понижением её в сторону кормы на 80 мм и введения наклонных листов крыши и скул подбашенного листа, в носовой части — за счёт введения скул и наклона подбашенного листа на 7°30 к горизонту.
Наклонные части корпуса в продольном направлении при значительном понижении оси цапф пушки в сравнении с танком Т-54 позволили получить необходимые зазоры между обметанием пушки и частями корпуса при максимальном угле снижения пушки.
В дальнейших работах были использованы:
- увеличенный диаметр в свету погонного устройства башни;
- конструктивное исполнение форм башни;
- установка подбашенного листа крыши и крыши МТО с понижениями;
- цельноштампованный борт корпуса (в частности, на Т-80);
- лёгкие сплавы.
Двигатель
На «Объекте 140» устанавливался 4-тактный V-образный 12-цилиндровый дизель без наддува жидкостного охлаждения ТД-12 (8Д12У-1) типа В-2. Его разработчиком был коллектив главного конструктора Е.И. Артемьева, изготовителем — Барнаульский моторный завод. Стендовая мощность двигателя составляла 580 л.с. (426 кВт), размерность цилиндропоршневой группы D/S = 150/180 (186,5) мм, частота вращения коленвала 2100 об/мин. Удельный расход топлива составлял 238–248 г/кВт×час, или 175–182 г/л.с.×час. Весил двигатель ровно 1000 кг против 895 кг дизеля В-54 танка Т-54.
Двигатель был размещён очень оригинально: в корме танка поперёк оси и в наклонном положении (угол наклона к горизонту левого блока составлял 7°) со смещением к левому борту корпуса танка. Крепление осуществлялось на трёх опорах — две лапы двигателя располагались с левой стороны корпуса танка (верхняя и нижняя), а третья — со стороны правого борта на КПП. Верхняя лапа двигателя крепилась к кормовому листу корпуса через амортизатор, нижняя устанавливалась на низкий платик, приваренный к днищу танка. Выставка опор двигателя производилась по специальному приспособлению. В дальнейшем при выемке и установке двигателя центровка двигателя не производилась.
Особенности установки двигателя на танк потребовали коренной переделки конструкции верхнего и нижнего картеров двигателя, коленчатого вала, механизма передачи к агрегатам и газораспределения систем смазки, охлаждения и мест крепления ряда навесных узлов. Для обеспечения монтажа агрегатов в МТО и регулировок в днище танка было выполнено три крупных люка и несколько люков меньших размеров.
Оригинально была выполнена и компоновка МТО: двигатель и трансмиссия размещались в специальном отсеке — «машинном отделении» в кормовой части танка, а система охлаждения, включающая в себя водяной и масляный радиаторы двигателя и вертикально установленные два эжектора (вместо вентиляторов) — в радиаторном отсеке, впереди «машинного отделения».
При подводном вождении радиаторный отсек мог затапливаться водой, т.к. система охлаждения была выполнена с замкнутым воздушным трактом. Перед подводным вождением требовалось только установить специальную уплотнительную крышку на люк перегородки, разделяющий два отсека МТО.
Система охлаждения
Система охлаждения «Объекта 140» имела принципиальные конструктивные отличия от системы охлаждения Т-54А. Она содержала два вертикально установленных эжектора, обеспечивающих расход воздуха через водяной и масляный радиаторы двигателя 4,5 м³/с, против вентиляторной системы охлаждения с расходом воздуха через радиаторы 5,5 м³/с. Система охлаждения была выполнена, как уже говорилось выше, с замкнутым воздушным трактом. Для компенсации недостаточного расхода воздуха через радиаторы потребовалось повысить минимально допустимую температуру до 110°С для воды и до 115°С для масла, а также развить охлаждающие поверхности радиаторов. Охлаждающие поверхности радиаторов:
- водяного — 72,6 м² (на Т-54А — 54 м²);
- масляного — 24 м² (на Т-54А — 11,4 м²).
Однако принятые меры по повышению эффективности системы охлаждения оказались недостаточными для обеспечения нормального теплового режима двигателя при эксплуатации. Требовалось поднять противодавление на выпуске двигателя для увеличения производительности эжекторов до 0,4 кгс/см².
Выявилась необходимость дополнительного рассеивания тепла от масла трансмиссии, так как штатный водомасляный радиатор, установленный в коробке передач (КП), не обеспечивал отвод тепла, выделяющегося при работе механизмов трансмиссии, в масло общей системы смазки КП и планетарного механизма поворотов (ПМП). На стадии проектирования предполагалось, что наличие радиатора в КП и воздушный обдув картеров бортовых передач и механизмов поворота обеспечит их длительную работу при температуре масла в трансмиссии не выше 130°С.
Разработанный дополнительный водомасляный теплообменник после изготовления танка пришлось устанавливать на кормовом листе корпуса снаружи!
К недостаткам компоновки системы охлаждения «Объекта 140» следует отнести:
- наличие частичной рециркуляции горячих газов на выходе из эжекторов на вход в радиаторы из-за близкого расположения эжекторов и радиаторов и неправильного выбора направления выпуска газов из диффузоров эжекторов вертикально вверх, в зону разрежения на входе в радиаторы;
- отсутствие дренажно-компенсационного контура в гидравлических контурах систем охлаждения, что повышало чувствительность системы охлаждения к потерям охлаждающей жидкости при эксплуатации двигателя и снижало надёжность двигателя;
- применение эжекционной системы охлаждения, проигрывающей вентиляторной по КПД, скорости снижения температуры охлаждающей жидкости и эффективности отвода тепла при снижении нагрузки двигателя в 1,5-2 раза. Это отрицательно сказалось на подвижности танков с эжекционной системой охлаждения и увеличивало теплонапряжённость двигателя.
Дополнительное снижение надёжности двигателя вызывало высокое противодавление на выпуске газов из двигателя, накладываемое подсоединением к выпускным коллекторам двигателя эжекторов. Но… эжекционная система была тогда «мейнстримом» и считалась очень перспективной, на её внедрении настаивали ВНИИ-100 и ГАБТУ.
Масляная и топливная системы
Если состав узлов масляной системы «Объекта 140» не отличался от аналогичной системы Т-54А, то в топливной системе было использовано много новых технических решений.
Использовались топливные баки особой конструкции, т.н. «баки-стеллажи», внутри которых размещались выстрелы для новой пушки повышенного могущества. Это мероприятие, впервые применённое в мировом танкостроении, позволило увеличить по сравнению с танком Т-54А количество размещаемых в танке выстрелов на 47% и топлива на 33%.
Широко внедрялись алюминиевые сплавы: топливные баки и трубопроводы были выполнены из сплава АМЦ.
Применялась последовательная схема выработки топлива из баков (на Т-54А — параллельная). Последовательная схема повышала надёжность топливной системы при потере герметичности одного или нескольких баков. При этом она уменьшала количество разлитого топлива, позволяла снизить трудоёмкость работ по замене баков в случае ремонта, так как не требовала сливать всё топливо из системы, упрощала поиск негерметичности или закупорки в топливной системе по специально разработанной методике и т.п.
К недостаткам топливной системы следует отнести неправильный выбор для изготовления баков материала АМЦ: от приложенных статических и динамических нагрузок они деформировались.
Подогреватель и калорифер
На «Объекте 140» устанавливался подогреватель повышенной теплопроизводительности. Выхлопные газы подогревателя омывали специальный отсек в маслобаке, что положительно сказывалось на сокращении времени подготовки двигателя к пуску в зимнее время.
Подогреватель оснащался калорифером с вентилятором, работающим от электродвигателя. Включённый в работу калорифер обеспечивал подогрев воздуха в боевом отделении танка и улучшал комфортность работы экипажа.
Двухступенчатый воздухоочиститель «Объекта 140» был выполнен по традиционной схеме: первая ступень — циклонный аппарат, а вторая включала в себя две кассеты с проволочной набивкой-«путанкой». Вместо мультициклонов с тангенциальным входом воздуха, применявшихся на Т-54А, на «Объекте 140» мультициклоны воздухоочистителя имели розеточный вход воздуха. Это позволяло разместить в циклонном аппарате большее количество циклонов и снизить начальное сопротивление циклонного аппарата.
Общий вывод по силовой установке «Объекта 140», сделанный ведущим конструктором отдела №2 Э.Б. Вавилонским и и.о. начальника отдела №9 В.И. Харловым был следующим:
«Принятая концепция компоновки объекта 140 с уменьшенными высотой и объёмом МТО при одновременном улучшении мощностных, тяговых и эксплуатационных характеристик двигателя потребовали существенных изменений в конструкции базового двигателя В-54 и полной разунификации всех составных частей и систем силовой установки и трансмиссии.
Высокотемпературная система охлаждения двигателя и трансмиссии не обеспечила требуемый отвод тепла от агрегатов и узлов МТО. Повышение эффективности системы охлаждения связано с необходимостью размещения в МТО воздушно-масляного радиатора трансмиссии (вызывающего увеличение объёма МТО и массы танка) и возрастанием противодавления на выпуске двигателя до 0,4 кгс/см² (на двигателе В-54 противодавление на выпуске составляет 0,1 кгс/см²).
Столь значительный объем конструктивных изменений всех узлов МТО мог быть оправдан только резким улучшением тактико-технических характеристик танка по подвижности, надёжности и ремонтопригодности составных частей МТО и возможностью разработки базового шасси для создания различных видов инженерной и специальной техники (в т.ч. с отбором мощности на приводы механизмов) с длительной перспективой форсирования двигателя по мощности. Но реализовать в принятой компоновке объекта 140 эти требования не представляется возможным.
К числу положительных технических решений по силовой установке следует отнести:
— создание топливных баков-стеллажей, увеличивающих объём забронированного топлива и количество размещаемых выстрелов к пушке;
— применение последовательной выработки топлива из баков;
— создание подогревателя повышенной теплопроизводительности с установленным на нем калорифером для обогрева экипажа при низких температурах окружающего воздуха».
Трансмиссия и управление
На «Объекте 140» применялась механическая двухвальная КП планетарного типа с фрикционным включением. Кинематическая схема КП была подобрана чрезвычайно рационально, что позволило сконструировать КП в очень малых габаритах и весе. Кинематическая схема КП позволяла перекрыть заданный силовой и скоростной диапазон, в том числе и на заднем ходу. К недостаткам схемы управления следует отнести отсутствие устройства для регулирования оборотов шестерён, установленных на ведущем валу с целью обеспечения безударного включения муфты при переключении с IV передачи на III, что приводило к поломкам зубьев муфты.
Установка КП на бугелях, расточенных совместно с отверстиями под установку ПМП, а также соединение двигателя с КП через полубугель с цилиндрической посадочной поверхностью, которая опиралась на горловину ведущего вала КП, практически исключила необходимость выставки и центровки КП. Соосность ведущего вала КП и коленчатого вала двигателя обеспечивалась совместной обработкой опорных поверхностей под лапы КП и двигателя по точному приспособлению.
Конструкция соединительных муфт позволяла производить установку и выемку КП без демонтажа двигателя и механизма поворота, а также установку и выемку двигателя без съёма КП и механизма поворотов. Такие конструктивные решения по монтажу КП, ПМП и двигателя были весьма прогрессивными.
Конструкция ПМП в сборе с бортовыми передачами являлась предшественницей бортовых КП. К недостаткам конструкции, безусловно, следует отнести установку ведущих колёс, демонтаж которых требовал также демонтажа крышек бортовых передач.
Отмеченные недостатки как КП, так и ПМП в сборе с бортовой передачей могли быть устранены в процессе доводки и испытаний танка.
Ходовая часть
На «Объекте 140» были установлены мелкозвенчатые гусеницы с открытым металлическим шарниром, применяемые на танке Т-54. Новый опорный каток размерами 700×368 мм с наружными массивными шинами состоял из двух штампованных алюминиевых дисков, скреплённых между собой болтами, в то время как на Т-54 в то время применялись стальные литые катки размерами 810×423 мм. Подшипниковый узел был аналогичен применяемым в опорных катках Т-54.
На «Объекте 140» были установлены направляющие колеса с механизмом натяжения, которые были в то время в производстве и применялись на танках Т-54 и Т-55. При этом в ходовой части был введён новый узел — поддерживающие катки. Они были выполнены двухскатными, на подшипниках качения, и крепились к борту болтами. В сохранившихся чертежах имеются поддерживающие катки двух видов — с наружными резиновыми шинами и полностью металлические.
В систему подрессоривания «Объекта 140» входили подвески, телескопические амортизаторы и упоры. Подвески индивидуальные, торсионные, в количестве 12 штук — по шесть на борт. Подвеска состояла из торсионного вала и балансира в сборе. Телескопические амортизаторы были установлены на первых и шестых подвесках, для них на борту предусматривались пружинные упоры.
Для вторых и пятых подвесок на борту приваривались жёсткие упоры, а для третьих и четвертых подвесок упоров не было. Торсионный вал шлицами большой головки соединялся с балансиром, а шлицами малой головки через специальную втулку (бочку) — с кронштейном балансира противоположного борта. Торсионные валы левого борта не были взаимозаменяемы с валами правого борта.
Амортизатор «Объекта 140» — телескопический, гидравлический, с максимальным ходом штока 145 мм и объёмом заправляемой в амортизатор жидкости (трансформаторное масло) 1800 см³.
При анализе ходовой части «Объекта 140» отмечалось следующее:
Впервые на танке этой серии были применены опорные катки, выполненные путём штамповки из алюминиевого сплава, что позволило значительно снизить массу конструкции.
Уменьшение наружного диаметра опорного катка, кроме снижения массы, позволило в габаритах корпуса Т-54 разместить шесть опорных катков на борт для более равномерной их загрузки.
Впервые на среднем отечественном танке были установлены поддерживающие катки. При явном увеличении массы преимущества их были очевидны: повышался КПД гусеничного движителя, повышались средние скорости движения и уменьшались ударные нагрузки на надгусеничные полки.
Введение в подвеску балансира с большим плечом (355 мм) и консольной заделкой в корпус должно было дать:
- возможность резкого увеличения динамического хода со 140 мм на Т-54 до 242 мм;
- уменьшение жёсткости подвесок, что при наличии мощных гидроамортизаторов давало возможность получить хорошую плавность хода;
- применение телескопических гидроамортизаторов дало значительный прирост энергоёмкости по сравнению с Т-54, но при столь резком снижении жёсткости подвесок на «Объекте 140» прирост энергоёмкости оказался недостаточным;
- применение в подвесках мягких упоров (конусных пружин) должно было уменьшить влияние жёстких ударов (пробоев) балансиров о корпус.
Решения всех вопросов, кроме вопроса по телескопическим гидроамортизаторам, были в дальнейшем реализованы на новых образцах бронетехники.
Кроме перечисленных мероприятий, на опытном образце «Объекта 140» были внедрены, а затем использованы на Т-55, Т-62 и Т-72 механизм выброса стреляных гильз (в техпроекте; на опытном образце «Объекта 140» не реализовано), унифицированная автоматическая система ППО, система ПАЗ, система термодымовой защиты (ТДА).
Общий выводсделал возглавлявший тогда УКБТМ главный конструктор В.Б. Домнин:
«В целом признано правильным решение руководства КБ в 1958 году о прекращении опытно-конструкторской работы по объекту 140, т.к. в конструкцию танка были «вмонтированы» несколько стратегических ошибок. Правда, некоторые из них были устранимы. Возможно, полезным было бы продолжить некоторое время испытания нового танка для набора опыта».
Источники и литература:
- Материалы конференции, посвящённой 50-летию начала разработки объекта «140» — Нижний Тагил: ФГУП УКБТМ, 2003
- фонды РГАЭ
- Л.Н. Карцев. Моя судьба — Нижний Тагил — М.: «Космос», 1991
- Л.Н. Карцев. Моя судьба — Нижний Тагил. Воспоминания главного конструктора танков — М.: «Техинформ», 2012
- С.В. Устьянцев, Д.Г. Колмаков. Боевые машины Уралвагонзавода. Танки 1960-х — Нижний Тагил: «Медиа-Принт», 2007
Фото из архивов автора и А. Смирнова, чертежи и схемы — из фондов Музея бронетанковой техники Уралвагонзавода и АО УКБТМ
Алексей Хлопотов
Подпишись: