Дизельный двигатель для Королевского Тигра

Материал из WarThunder-Wiki
Перейти к: навигация, поиск
Фердинанд Порше и начальник конструкторского бюро Porsche KG Карл Рабе

Статью подготовил Kedoki

Инженеры фирмы Henschel планировали с самого начала использовать как можно больше отработанных и освоенных в серийном производстве узлов и агрегатов Тигра на новом танке, который обозначался на чертежах как VK 4503 (H) или Tiger H3, но в историю вошёл как Королевский Тигр или Tiger II. Однако, требования заказчика постоянно менялись. Толщина верхнего лобового бронелиста возросла со 100 мм до 150 мм, крыши с 26 мм до 40 мм, а нижнего бортового бронелиста с 60 мм до 80 мм. В результате масса первого построенного Tiger II составила 68 тонн, а узлы и агрегаты от 57-тонного Тигра работали в крайне перенапряжённом режиме. В войсках новые танки показали себя как перегруженные машины с низким ресурсом ходовой части, двигателя и трансмиссии, из-за чего надёжность оставляла желать лучшего. Немецкие инженеры предпринимали попытки устранить недостатки Tiger II путём замены двигателя и трансмиссии. Кроме того, рассматривались варианты нового вооружения и установки дальномера. В этой статье мы поговорим о дизельном двигателе Sla.16, который в теории мог улучшить боевые качества танка, но появился слишком поздно.

История создания

Разработка 16-цилиндрового X-образного дизеля воздушного охлаждения началась в 1942 году под танк VK 4502 (P). И хотя в серию был пущен VK 4503 (H) фирмы Henschel, коллектив конструкторов Porsche AG продолжил работу над двигателем, габариты которого подходили для установки на Tiger II и Panther II. Главным конструктором нового дизеля был сам Фердинанд Порше, ряд расчётов сделал профессор Высшей Технической Школы Вунибальд Камм (Wunibald Kamm) из Штутгарта. Так как фирма Porsche не располагала необходимыми производственными мощностями, опытные двигатели собирала венская фирма Simmering-Graz-Pauker AG, производственные мощности которой позволяли изготавливать двигатели до 1500 л.с. Порше уже сотрудничал с этой фирмой, именно она собирала бензиновые двигатели воздушного охлаждения Typ 101/1 и Typ 101/2 для танков Tiger (P). Внутри Simmering опытный двигатель получил название Sla.16.

Инженеры Simmering спроектировали оснастку для серийного производства и испытательные стенды. Сперва изготовили одноцилиндровый макет, который в документах обозначался как Porsche Typ 192. Макет развил на стенде мощность 47 л.с. при 2100 оборотах в минуту и отработал 100 часов, после этого построили блоки с четырьмя и восемью цилиндрами. И только после всех предварительных испытаний собрали 16-цилиндровый двигатель. Осенью 1944 года успешно завершились заводские испытания мотора в полной комплектации.

Необходимость в модернизации Tiger II

На серийных «Королевских Тиграх» ставился всё те же бензиновый двигатель Maybach HL 230P30, первоначально разработанный под 40-тонную Пантеру. На Tiger II массой 68-69 тонн он работал в перенапряжённом режиме, потреблял много топлива и не выдавал максимальной мощности из-за поломок и перегрева. В инструкциях механикам-водителям запрещалась эксплуатировать HL 230P30 свыше 2500 оборотов в минуту, поэтому его максимальная мощность составляла всего лишь 600 л.с., чего явно было мало для перетяжелённого танка.

У немецких инженеров было два варианта: или облегчить танк до 55-60 тонн за счёт снижения массы бронирования, или комплектовать серийные Tiger II новыми двигателями, трансмиссиями и системами охлаждения, которые бы подходили для работы на 70-тонном танке. Как известно, немцы выбрали второй вариант, поэтому прежде всего им нужен был новый двигатель. Установка дизеля Sla.16 позволяла устранить многие недостатки силовой установки:

  • Дизельный двигатель более экономичный, за счёт этого можно увеличить запас хода.
  • Sla.16 позволял развить 750 л.с., что давало прибавку в 150 л.с.
  • HL 230P30 был склонен к перегреву, система воздушного охлаждения Sla.16 же была спроектирована с нуля и с самого начала рассчитывалась под конкретные условия работы на тяжёлом танке.

Установка на танк и испытания

После успешных заводских испытаний Порше предлагает свой вариант двигателя на замену HL 230P30. Его предложением заинтересовался Гитлер, написавший 5 января 1945 года военным письмо с пожеланием об испытании Typ 212. Вскоре военные начали собственные испытания дизеля на стенде, которые успешно завершились. После этого фирма Nibelungenwerke установила Sla.16 на Tiger II. Для этого демонтировали жидкостную систему охлаждения и стенки вентиляторных отсеков, а также поставили новую подмоторную раму. Двигатель настолько хорошо вписывался в моторное отделение, что даже не пришлось переделывать крышу МТО и кормовой бронелист. Благодаря повышающему редуктору на двигателе частота вращения вала не изменилась, поэтому не пришлось менять трансмиссию танка. Таким образом опыт показал, что любой Tiger II или Jagdtiger можно было без труда оснастить новым двигателем, повысив его боевые качества.

Первые испытания в танке показали, что цилиндры нижних рядов недостаточно охлаждались. Испытания остановили на четыре недели, за этот срок спроектировали и изготовили новые вентиляторы. После переделки системы охлаждения испытания возобновили, при этом двигатель охлаждался без нареканий. Боевая масса Tiger II с новым дизелем составила 68,2 тонн. Ускоренная программа испытания не позволяла оценить запас хода танка в реальных боевых условиях, но судя по расходу топлива и ёмкости топливных баков запас хода должен был несколько возрасти (160-200 км в зависимости от дороги).

Несостоявшееся серийное производство

Испытания показали, что двигателисты смогли решить поставленные задачи. Двигатель без труда устанавливался на танк, хорошо эксплуатировался при температуре от -30 до +50 °С, давал большую мощность при хорошей экономичности. Порше предложил линейку дизельных X-образных двигателей воздушного охлаждения на базе агрегатов Sla.16: X-4 мощностью 150 л.с. для грузовых автомобилей и X-8 мощностью 320 л.с. для бронеавтомобилей и транспортёров. Кроме того, разрабатывался Porsche Typ 213 - форсированный вариант Typ 212 с увеличенным до 3 литров объёмом цилиндра (общий объём - 48 литров). При 2500 оборотах в минуту Typ 213 должен был выдавать мощность 1500 л.с. Такой двигатель как раз подходил для танков E-серии и Maus.

Однако, ни один из перечисленных вариантов не был принят в серию. Шёл 1945 год, X-4 и X-8 не успели построить и испытать, а производство Typ 213 и вовсе было немыслимым. Что же касается Sla.16, то был выдан заказ на 100 двигателей «нулевой серии», который вскоре отменили. Серийное производство не состоялось по трём главным причинам:

  • Испытания проводились по сокращённой программе в условиях зимы. Серийное производство и установка дизелей на Tiger VIB могли привести к непредсказуемым последствиям, ведь было не ясно, как двигатели проявят себя летом и весной. Требовались более тщательные и подробные испытания, на проведение которых не было времени.
  • Фирма Simmering не могла обеспечить крупносерийное производство Sla.16 из-за недостатка производственных мощностей, поэтому задание на производство передали фирме Steyr. Но и тут возникали сложности: Steyr уже выпускала дизельные двигатели Tatra, которые были совершенно не совместимы с Typ 212, поэтому производство нового дизеля могло проходить лишь за счёт сокращения выпуска двигателей Tatra.
  • Sla.16 был в два раза дороже HL 230. Двигателисты Maybach с осени 1944 года доводили до ума бензиновый двигатель жидкостного охлаждения HL 234 с впрыском топлива непосредственно в цилиндры. Испытания на стенде показали, что новый мотор выдаёт мощность 900 л.с. при практически таком же потреблении топлива, как HL 230. Было принято решение в будущем оснащать Tiger VIB двигателями HL 234. Однако, немцы так и не успели развернуть его серийное производство.

Оценка двигателя

В советской литературе можно найти очень подробные описания Sla.16. Вероятно, двигатель или его документация попали к советским специалистам, которые заинтересовались дизельным двигателем воздушного охлаждения. Любопытно процитировать вывод, сделанный в СССР после изучения конструкции Sla.16: «Выбор Х-образной схемы для 16-цилиндрового двигателя обеспечивает минимальные габариты двигателя по высоте и равномерное чередование вспышек. Интересно отметить, что двигатель воздушного охлаждения успешно вписывается в габариты, ранее занимаемые двигателем жидкостного охлаждения вместе с радиаторами и вентиляторами. Однако в целом конструкция является мало надёжной, так как наряду с деталями, имеющими весьма большой запас прочности (например коленчатый вал, картер), ряд деталей сделаны весьма ненадёжными и сложными (например конструкция привода к вентиляторам и топливным насосам, крепление маховика и т.п.)»

Описание конструкции

Подробное описание и схемы можно найти в десятом томе «Машиностроение. Энциклопедический справочник в 15 томах», издание 1948 года. Мы же ограничимся кратким описанием, указав основные особенности конструкции.

Редуктор: Так как Sla.16 предназначался для замены HL 230, работавшего на больших оборотах, в его конструкции был предусмотрен повышающий редуктор. Корпус редуктора представляет собой общую деталь с передней частью нижней половины картера.

Цилиндры: Изготавливались из стали, с точёными рёбрами охлаждения. Угол развала цилиндров - 135° и 45°. В энциклопедическом справочнике указывается, что «расположение кривошипов обеспечивает равномерное чередование вспышек при принятых углах развала между рядами цилиндров в 45° и 135°. Принятая в конструкции X-образная схема обеспечивает минимальные габариты двигателя по высоте, сохраняет равномерное чередование вспышек; следовательно, и пульсация крутящего момента будет минимальной.»

Наддув: Наддув осуществляется при помощи двух турбокомпрессоров с общей производительностью 68 кубометров в минуту при давлении наддува 1,5 кг/см2. Максимальное число оборотов турбокомпрессора - 28000 об/мин.

Система смазки: Масляный резервуар располагался на картере двигателя, поэтому специальные масляные баки отсутствовали. Охлаждение масла проходит в четырёх масляных радиаторах, расположенных рядом с вентиляторами. Очистка масла производится четырьмя последовательно установленными фильтрами. Масло также выполняло роль охлаждающей жидкости, поэтому масляные радиаторы, насос и фильтры имеют большие размеры, чем аналоги в двигателях водяного охлаждения.

Система охлаждения: Два вентилятора по бокам двигателя вращаются от коленчатого вала через конические шестерни и карданные валы. Охлаждающий воздух через оребрение цилиндров попадает в две полости, образованные 45-градусными развалами между верхними и нижними рядами цилиндров. Над оребрением цилиндров устанавливаются специальные дефлекторы, направляющие поток охлаждающего воздуха.

Подвеска: В корпусе танка двигатель устанавливается на четыре упругие опоры. Между опорами двигателя и подмоторной рамой зажаты толстые резино-металлические пластины. Благодаря упругим опорам удаётся снизить передачу вибраций от двигателя к корпусу танка.

Запуск двигателя: Два электростартёра питаются током от двух последовательно соединённых 12-вольтовых аккумуляторов. Для запуска холодного двигателя используются два электростартёра, для горячего двигателя достаточно одного.

Источники

  • Журнал «Ромб» №1, статья «Второе дыхание для «Королевского Тигра». Дизельный двигатель Simmering Sla.16»
  • Walter J. Spielberger - Der Panzer-Kampfwagen Tiger und seine Abarten (Band 7 der Reihe «Militarfahrzeuge»)
  • Энциклопедический справочник «Машиностроение» под редакцией академика Е. А. Чудакова, том 10.
  • Максим Коломиец - «Последние танки Гитлера. Панцерваффе 1945»