Александр Навагин
Пастор секты свидетелей Xiaomi, любитель металла, футбола, рыбалки, истории. Почти инженер и историк по образованию, шут по призванию, чудак по жизни

Чемодан в танке или самый необычный дизельный двигатель 5ТДФ

Танк Т-64 с "чемоданом" внутри © 1ZOOM.RU
Танк Т-64 с "чемоданом" внутри © 1ZOOM.RU

История моторостроения знает много необычных разработок. Наряду с традиционными рядными и V-образными двигателями, за более чем столетнюю историю инженеры изобрели оппозитные, звездообразные, роторные и другие типы моторов. Многие из них до сих пор находятся в стадии экспериментальных разработок, но некоторые необычные решения производились серийно. К таковым относится и 5ТДФ – танковый дизельный мотор, прозванный «чемодан».

5ТДФ – это двухтактный дизельный мотор, устанавливавшийся на танки Т-64, а в модифицированном варианте 5ТДФМА – на Т-72, Т-64БМ и Т-55АГМ. Он серийно выпускается с середины 60-х и до наших дней на Заводе имени Малышева (Харьков). Однако корни мотора уходят в более давние времена, он ведет свою родословную из Германии.

Т-64 со стороны МТО © Военная техника
Т-64 со стороны МТО © Военная техника

История создания 5ТДФ

Развитие тяжелой авиации в послевоенные годы требовало использования мощных силовых установок, имеющих относительно небольшие размеры и вес. Так как в те времена в СССР не было варианта мотора, конструкцию которого можно совершенствовать далее, а создавать двигатель с нуля долго и трудно – было решено перенять опыт немцев. В качестве прототипа нового авиадизеля выбрали немецкий Junkers Jumo 205, сочетавший высокую мощность с умеренными габаритами.

Junkers Jumo 205 в разрезе © Википедия
Junkers Jumo 205 в разрезе © Википедия

На базе трофейного мотора был создан Х-образный 28-цилиндровый дизель М-305, развивавший до 10000 л.с. Однако к моменту, когда дело дошло до прототипов, дизельные авиамоторы уступили место турбовинтовым и реактивным силовым установкам. Дальнейшее совершенствование огромного движка сочли бесперспективным, и передали наработки по нему танкостроителям.

К концу 40-х годов советские инженеры пришли к выводу, что моторы семейства В-2, устанавливаемые на танки (в том числе, легендарные Т-34 и КВ-1), не имеют потенциала для дальнейшей модернизации. Поэтому конструкторами были начаты работы по проектированию новой силовой установки, предназначенной для бронетехники следующего поколения.

За основу нового двигателя была взята одна секция от М-305 (носила индекс У-305), и на ее основе был создан мотор 4ТПД, состоящий их 4 секций. Он развивал всего менее 500 л.с., как и уже устаревший В-2, поэтому такая мощность была явно недостаточной. Как результат, инженеры добавили еще одну секцию, и в середине 50-х свет увидел 5ТД, развивавший 600 л.с..

Новый движок отличался хорошим соотношением рабочего объема и мощности, но был весьма ненадежным. Его ресурс составлял менее 100 моточасов, чего было недостаточно, да и мощность требовалось поднять. В результате работ по модернизации к концу 50-х родился 5ТДФ.

Конструкция 5ТДФ

5ТДФ – двухтактный дизельный двигатель с турбонаддувом, имеющий 5 рабочих цилиндров. В некоторых источниках его конфигурацию ошибочно называют оппозитной, но на самом деле мотор относится к категории двигателей со встречным движением поршней. Особенностью моторов такого типа является использование 2 поршней на 1 цилиндр, то есть, 5ТДФ имел 10 поршней, расположенных в 5 «котлах».

Схема работы мотора со встречным движением поршней © Gfycat
Схема работы мотора со встречным движением поршней © Gfycat

У двигателя нет классических головок цилиндров, так как по бокам (он имеет горизонтальную ориентацию) располагаются картеры с коленчатыми валами. Именно за близкую к прямоугольной, плоскую форму (ширина ДВС, «лежащего» в МТО танка, гораздо больше его высоты), военные прозвали этот двигатель «чемодан».

Вид двигателя в рабочем положении © Двигатель 5ТДФ. Техническое описание. М – 1977
Вид двигателя в рабочем положении © Двигатель 5ТДФ. Техническое описание. М – 1977

Коленчатых валов у 5ТДФ два, но главный крутящий момент (70%) развивается только на одном. Оставшиеся 30% передаются на него со второго вала через главную передачу. Кроме того, один коленвал жестко связан с турбокомпрессором, помогая ему раскручиваться на малых оборотах. За счет жесткой связи также осуществляется нагнетание топлива и отсос отработанных газов.

Схема впуска-выпуска 5ТДФ © Двигатель 5ТДФ. Техническое описание. М – 1977
Схема впуска-выпуска 5ТДФ © Двигатель 5ТДФ. Техническое описание. М – 1977

У 5ТДФ отсутствует ГРМ в классическом понимании: никаких распредвалов, клапанов и толкателей. Поршни, движущиеся внутри цилиндра навстречу друг другу, а потом в противоположные стороны, при подходе к ВМТ (верхней мертвой точке) всасывают, сжимают топливо до его воспламенения и выпускают отработанные газы. В процессе этого они делают по два хода (вперед-назад или влево-вправо – тут смотря с какой стороны посмотреть), то есть, мотор двухтактный.

Так как ВМТ смещена относительно центра цилиндра в сторону одного из валов, поршни движутся несимметрично. Благодаря этому впускное и выпускное окна открываются не одновременно. Когда один поршень подходит к НМТ (нижней мертвой точке) – он открывает окно впуска, через которое турбина подает воздух, а затем (при проходе ВМТ) форсунки впрыскивают горючее, которое воспламеняется от воздуха, нагретого давлением в цилиндре.

Далее поршень, находящийся со стороны впуска, продолжает движение к поршню со стороны выпуска, тот продвигается в том же направлении, открывает выпускное окно, и движется к своей НМТ, после чего меняет направление. Когда он закрывает выпускное окно – поршень со стороны впуска открывает впускное, турбина нагнетает воздух, который снова сжимается встречно движущимися поршнями, и рабочий цикл мотора повторяется.

Циклы работы 5ТДФ © Двигатель 5ТДФ. Техническое описание. М – 1977
Циклы работы 5ТДФ © Двигатель 5ТДФ. Техническое описание. М – 1977

Особенности 5ТДФ

Особенностью топливной системы 5ТДФ является универсальность. Мотор рассчитан на дизельное горючее, но может также работать на керосине, бензине и иных нефтепродуктах. Переключение между ними осуществляется путем настройки впускного механизма под определенный тип топлива.

Встречное расположение поршней позволило сократить габариты мотора, получив высокую энергоотдачу при сравнительно малом объеме. Имея объем 13,6 литров, 5ТДФ выдает от 700 л.с., а модернизированные версии движка 5ТДФМА развивают до 1050 л.с.

По мере модернизации инженерам удалось продлить ресурс силовой установки до 500 моточасов и более, при этом сохранив умеренный расход горючего. Удельный расход дизтоплива 5ТДФ составляет около 160 грамм/час на лошадиную силу. Для сравнения, газотурбинный мотор (использованный в том же американском М1 «Абрамс») требует в 1,5-2 раза больше горючего на лошадиную силу.


Несмотря на преимущества, такие как компактность, высокая мощность, топливная эффективность и многотопливность, были у 5ТДФ и минусы. «Чемодан» оказался сложным в производстве и весьма дорогостоящим, поэтому в базовой версии боле нового танка Т-72 был использован более традиционный дизель В-46, с конфигурацией V12. Однако развитие мотора продолжалось. На его базе в Харькове был создан мотор 6ТД, имеющий на 1 цилиндр больше.

Проект 6ТД-3 - дальнейшей эволюции 5ТДФ © ГП СВФ "Укроборонэкспорт"
Проект 6ТД-3 - дальнейшей эволюции 5ТДФ © ГП СВФ "Укроборонэкспорт"

Танки Т-80, пришедшие непосредственно на смену Т-64, выпускались параллельно в Ленинграде и Харькове. Модификация Кировского завода оснащалась газотурбинной силовой установкой, а вот на Заводе имени Малышева устанавливали дизель 6ТД.

Что же касается непосредственно 5ТДФ и его дальнейших модернизаций – эти моторы в небольшом количестве производятся в Харькове и в наши дни. Ими оснащаются обновленные версии танков Т-64 и Т-72, модернизированные для соответствия современным требованиям. Однако постепенно мотор заменяется еще более мощным наследником 6ТД, которым сейчас оборудуются танки для вооруженных сил Украины и на экспорт.