Техника и вооружение 2013 02 - [2]
При проектировании СКВ были сформулированы, экспериментально обоснованы и рассчитаны следующие исходные данные:
— расход воздуха в каждый индивидуальный жилет — 40–70 м³;
— минимальная температура воздуха на входе в жилеты в режиме охлаждения — 22 ±2 °C;
— максимальная температура воздуха на входе в жилеты в режиме обогрева — 30±2 °C;
— гидравлическое сопротивление жилета с разъемами (при расходе воздуха 40 м³ /ч) — не более 1,5 кПа.
Конструктивная схема СКВ в танке Т-80.
1 — теплый воздух; 2 — трасса горячего воздуха; 3 — трасса охлажденного воздуха; 4 — устройство для подачи воздуха в башню; 5 — турбохолодильник; 6- масляный радиатор трансмиссии; 7 — теплообменник над радиатором; в — фильтр; 9 — клапан электромагнитный; 10 — место отбора воздуха от ГТД; 11 — масляный радиатор двигателя; 12 — теплообменник над радиатором; 13 — заслонка регулирующая; 14 — трасса подачи воздуха в башню; 15 — запорные вентили.
Компоновочная схема системы кондиционирования в танке Т-80.
1 — воздухораспределители; 2 — двойной вентиль; 3 — воздушный фильтр; 4 — теплообменники; 5 — заслонка; 6 — циклон; 7, 8 — металлорукава в трассе системы охлаждения; 9 — блок заслонок; 10- турбохолодильник; 11 — влагомаслоотделитель; 12 — концевой трубопровод системы отопления.
Необходимая холодильная мощность кондиционера определялась из уравнения теплового баланса, где суммировались тепловой поток из окружающей среды, тепловыделения экипажа, аппаратуры и моторно-трансмиссионного отделения. Основной составляющей тепловой нагрузки на кондиционер является излучение из окружающей атмосферы, проходящее через корпус и башню танка.
Холодильная мощность кондиционера определялась при эксплуатации танка в пустыне, а тепловая мощность — в Забайкалье зимой. Суточное изменение температуры окружающего воздуха и солнечной радиации принималось по справочным данным. Профессор А.С. Развалов (ВНИИТрансМаш) подчеркивал в своих работах, что использование средних значений(как и экстремальных)параметров климата приводит в расчетах к неправильным конструкторским решениям, так как вероятность таких значений крайне мала (не превышает 0,05). Поэтому при проектировании и эксплуатации БТВ необходимо использовать вероятностно-статистические методы, а средние значения удобны для выражения общих закономерностей и используются для качественных оценок. По вероятностным характеристикам и климатическим номограммам, рассчитанным по средним значениям, раскрываются структурные особенности климатических зон. Важны также комплексные показатели, прежде всего — по температуре и относительной влажности. В то же время мощность кондиционера и средств индивидуального обогрева в танке Т-80 рассчитывались на экстремальные значения температуры воздуха внутри машины.
Расчеты показали, что для поддержания в обитаемом отделении танка Т-80 микроклимата в соответствии с медико-техническими требованиями кондиционер должен обеспечивать холодильную мощность 3,5 кВт и тепловую — 9,6 кВт, то есть примерно на 20–25 % меньше по сравнению с данными, получаемыми при решении уравнений стационарной теплопередачи. Это позволило принять наиболее надежную турбохолодильную систему кондиционирования, в которой для холодильного цикла использовался сжатый воздух от турбокомпрессора ГТД, установленного в Т-80.
Турбохолодильная система кондиционирования воздуха по сравнению с парокомпрессионной имеет ряд преимуществ, весьма существенных для использования в танке. Это высокая надежность, меньшие габариты и масса, удобство обслуживания и эксплуатации, исключение дорогостоящего, текучего и токсичного фреона, обеспечение обогрева, подпора и воздухообмена в обитаемом помещении.
В конечном счете, основные технические характеристики СКВ были следующими:
масса — 40 кг;
тепловая мощность — 3 кВт;
холодильная мощность — 4,2 кВт;
температура воздуха в режиме охлаждения — 22±3 °C;
подача воздуха в жилет — 40–70 м³ /ч;
температура воздуха в режиме обогрева — 35±5 °C;
гидравлическое сопротивление жилетов — 1,5 кПа.
Специалисты КБ выполнили компоновочные работы по размещению узлов системы кондиционирования на двигателе и в корпусе танка. Схема и ряд конструктивных элементов кондиционера были защищены авторскими свидетельствами. Основная нагрузка по созданию СКВ для Т-80 легла на отдел, возглавляемый М.Г. Козьбо. Самое активное участие в этой работе приняли инженеры-конструкторы В.Х. Джелали, В.М. Карасева и Л.В. Бублик. Общее руководство осуществлял заместитель главного конструктора А.К. Дзявго.
Первоначальная отработка узлов кондиционера производилась на стенде, который обеспечивал подачу сжатого воздуха 300 кг/ч при давлении 0,6–0,8 МПа и температуре 400 °C. По результатам этих испытаний внесли ряд изменений, внедренных в конструкцию серийных кондиционеров, предназначенных для использования в танках типа Т-80. Дальнейшие испытания проводились на стенде совместно с ГТД и его системами, при этом определялось влияние установки кондиционера на характеристики двигателя. Полученные результаты подтвердили сходимость расчетных и экспериментальных величин.
Заключительный этап стендовых испытаний кондиционера осуществлялся на комплексном стенде, предназначенном для отработки узлов и систем непосредственно в танке. Стенд был оборудован гидравлическими тормозами (тормозная мощность — 1100 кВт) и инерционным барабаном со съемными дисками, а также мощными калориферными установками, позволяющими поддерживать температуру окружающего воздуха +50 °C. Исследовались динамические и топливно-экономические характеристики танка, системы охлаждения, работоспособность и надежность различных узлов и систем. Кроме того, определялись параметры микроклимата в обитаемом отделении танка. При этом имитировалось прямолинейное движение с постоянной скоростью, а также разгон и торможение при температуре окружающего воздуха до +45 °C.
