Уважаемые форумчане!
Вот мой проект. Познакомитесь, можете даже осмеять, я не обижусь.
Но интересно было бы увидеть конструктивные замечания и соображения. Заранее благодарен.
С уважением Donkey
Автономное устройство для передвижения танков под водой .Легкие танки и бронетранспортеры, обладающие достаточным водоизмещающим объемом корпуса и водоходным движителем, успешно преодолевают водные преграды с ходу.
Однако преодоление средними и основными танками водных преград в боевых условиях сопряжено с известными трудностями. Комплекты оборудования для подводного вождения танка (ОПВТ), которыми располагают современные основные боевые танки, требуют предварительной подготовки перед входом в воду (герметизация танка, установка воздухоподающей трубы-шнорхеля) и позволяют двигаться на ограниченной глубине (обычно до 5м). Шнорхель демаскирует движущийся под водой танк, он также подвержен поражению огневыми средствами (ввиду значительного диаметра трубы и малой скорости подводного движения танка). Повреждение или заливание шнорхеля ведет к неизбежному прекращению движения. Эвакуация танка со дна водоема весьма трудна, а в боевых условиях практически нереальна.
Предлагаемое автономное устройство для движения танка под водой (АУДТВ) практически не имеет перечисленных выше недостатков, а также придает танку совершенно новые тактические возможности. Имеющийся в настоящее время в развитых странах опыт в области проектирования и создания дизельных двигателей замкнутого цикла позволяет свести технический риск к минимуму.
Устройство навесное, предполагаемые изменения в конструкции силовой установки минимальны и не требуют сложного оборудования. Для его использования нужно внести в системы двигателя следующие изменения:
А) на впускном трубопроводе между системой очистки воздуха и впускным коллектором установить дистанционно управляемый двухпозиционный кран и патрубок, выходящий на кормовую бронеплиту.
Б) на выпускном трубопроводе между выпускным коллектором и выхлопной трубой устанавливается аналогичная система.
В) сходные системы, но с трубопроводами и кранами значительно меньшего проходного сечения, устанавливаются на выходе и
Г) на входе системы охлаждения между двигателем и водяным радиатором
Д) на валу вентилятора системы охлаждения следует установить дистанционно управляемую разобщительную муфту.
Концы патрубков, выведенных на кормовую плиту, незначительно выступают наружу. Выступающие части патрубков имеют резьбу и в нерабочем положении закрываются навинтными крышками.
Примечание 1: в двигателях с турбонаддувом, составляющих большинство современных танковых двигателей, краны А и Б должны быть установлены после нагнетателей и до турбин соответственно. В двигателях с приводом нагнетателя от вала (например, МВ-838СаМ500) необходимо предусмотреть разобщительную муфту на валу нагнетателя.
Е) в нижней части кормовой бронеплиты следует установить 2 крюка для навешивания рамы устройства, в верхней части—два пружинных замка для фиксации рамы.
Ниже рассматриваются 3 варианта, различающиеся массой, составом оборудования и эффективностью действия.
Все варианты рассматриваются на примере гипотетического танка с башней обтекаемой формы и значительнам углом наклона лобовой брони. Масса танка принимается 50т, внутренний объем 16м куб.,
площадь лобовой проекции 5м кв., КПД трансмиссии 80%, коэффициент лобового сопротивления при подводном движении 0,7.
Коэффициент сопротивления качения принимаем 0,22 (соответствующий заболоченной местности, т. к. грунт на дне водной преграды пропитан водой).
В качестве силовой установки гипотетического танка примем весьма типичный двигатель МВ 838 СаМ-500 фирмы MTU максимальной мощностью 830л.с. (ок. 611квт), с удельным расходом топлива 159г на л.с. в час.
Из этих данных определим мощность двигателя, необходимую гипотетическому танку для движения под водой по дну соленого водоема с плотностью воды 1,035кг/л (в пресном водоеме потребная мощность, естественно, снизится). При скорости V1=3м/с(10,8км/ч)
она составляет N1=336,3квт (456,9л.с.), а при скорости V2=4м/с(14,4км/ч) повышается до N2=511,8квт (695,4л.с.). Более высокие подводные скорости нецелесообразны, т.к. уже при 18км/ч потребная мощность превышает 1000л.с..
Температура наружного воздуха (и воды) во всех расчетах принята равной 20 градусов Цельсия (293К). Коэффициент запаса прочности всех емкостей, нагруженных внутренним давлением, подразумевается не менее 1,5 при данной температуре.
Вариант 1.
Для работы двигателя используется воздух обычного состава, цикл открытый (незамкнутый). Выхлоп производится в воду. Состав оборудования: а) баллон с воздухом б) автоматический редуктор, поддерживающий во впускном коллекторе давление, соответствующее наддуву двигателя, и регулирующий расход воздуха в зависимости от мощности (при скорости V1 расход 0,2936кг/с) в) теплообменник для системы охлаждения двигателя г) ресивер для выхлопных газов с невозвратным клапаном в нижней части д) дистанционный герметизированный электропривод для открывания и закрывания вентиля воздушного баллона е) соединительные трубы с гибкими вставками. Оборудование монтируется на сварной раме массой 76—100кг.
Баллон с воздухом, расположенный за кормой танка поперек его продольной оси, имеет форму цилиндра со сферическими днищами, внутренний диаметр 1м и длину цилиндрической части 2м, а общую длину 3,065м. Если баллон изготовлен из стали с пределом текучести ок. 600Мпа, то при давлении воздуха 250атм потребная толщина стенок не превышает 31,25мм при запасе прочности 1,5. Масса баллона с воздухом 3475кг (пустого 2843кг), полезный объем 2094л, запас воздуха ок. 631кг. Общая масса системы не превышает 3,65—3,7т (7,4% массы гипотетического танка). Длина танка увеличивается на 1,4м, а ширина и высота не изменяются.
При скорости V1(V2) (см. выше) запас хода на глубине 3м составляет 6,4км (5,6км), а время движения 36мин (23мин 30сек).
На глубине 30м при скорости V1 из-за противодавления на выхлопе эти показатели снижаются до 4,7км и 26мин соответственно (движение со скоростью V2 на этой глубине невозможно).
Достоинства варианта 1.
1.Простота устройства
2.Возможность быстрой заправки баллона в полевых условиях от передвижной компрессорной станции (в перспективе возможно ввести в состав системы компрессор высокого давления с теплообменником и приводом от вала двигателя танка, при КПД компрессора 40% продолжительность полной заправки баллона составит менее 22минут, при этом система становится полностью автономной)
3.Минимальный ассортимент расходных материалов (только сжатый воздух и топливо, а в перспективе—только топливо)
4.Полная безопасность в обращении и экологическая безвредность (устройство не содержит ядовитых, взрыво- и огнеопасных веществ). Баллон и др. оборудование также устойчиво к поражению стрелковым оружием и осколками снарядов.
5. Простота эксплуатации (не требует специально обученного персонала), возможность подготовки к применению в прифронтовой полосе.
6. Возможность неоднократной остановки и запуска двигателя под водой.
Недостатки варианта 1.
1. Малый запас хода
2. Снижение возможностей по мере роста глубины погружения
3. Невозможность применения глубже 40м
4. Демаскировка местонахождения танка пузырями (выхлоп в воду)
Вариант 2Для работы двигателя применен замкнутый цикл с регенерацией выхлопных газов. Состав оборудования: а) теплообменник отработанных газов б) бак-поглотитель в) баллоны с кислородом
г) баллон с газом-разбавителем (азотом или аргоном)
д) кислородный редуктор е) редуктор газа-разбавителя
ж) смеситель-регулятор з) элементы пневмоавтоматики для регулирования расхода кислорода и нейтрального газа
и) шестеренчатый электронасос для удаления конденсата (более приемлемый вариант привода насоса—цепной от звездочки, закрепленной на одном из ведущих колес танка) к) мембранный датчик гидростатического давления, расположенный на днище танка.
Основой конструкции является стальной прямоугольный
бак-поглотитель размером 0,6*0,74*3м, с толщиной стенок 10мм и массой (пустого) ок.700кг. Бак имеет наливную и сливную горловины. Он располагается поперк продольной оси танка и является рамой для монтажа остальных элементов системы. Внутри бак разделен перегородками на отдельные ячейки и заполнен 50% раствором щелочи (КОН) массой 1106кг. В каждую ячейку входит патрубок с перфорированным наконечником. На верхней и задней поверхностях бака крепятся быстроразъемными хомутами 12 кислородных баллонов вннутренним диаметром 0,25м и длиной цилиндрической части 2м, со сферическими днищами (давление 250атм, толщина стенки 12мм, масса кислорода в баллонах 456,2кг, масса всех баллонов снаряженная ок.3,07т). Там же помещается и небольшой баллон с газом-разбавителем (незначительная часть газа-разбавителя используется для работы элементов пневмоавтоматики). На нижней поверхности бака расположен трубчатый теплообменник отработанных газов с емкостью для сбора конденсата и насосом для его удаления. Потребная площадь водозаборника для охлаждающей наружной воды в зависимости от скрости движения 0,56—0,84дм кв., при этом температура воды за теплообменником повышается на 5град. С.
На нижней поверхности бака размещается и малогабаритный радиатор системы охлаждения двигателя. Редукторы и другие элементы оборудования защищены противопульными бронеколпаками, крепящемися к баку на болтах.
При входе танка в воду по сигналу гидростатического датчика система включается и двигатель переходит на работу по замкнутому циклу. Отработанные газы проходят через теплообменник (при этом объем их уменьшится в 3,8—4,5раз; проходное сечение трубопровода также должно уменьшиться), вода, содержащаяся в них, конднсируется и отводится насосом за борт, а смесь углекислого газа и азота поступает в
бак-поглотитель, в ячейках которого углекислый газ растворяется в щелочи, образуя карбонат и гидрокарбонат калия (последний при длительной работе системы может частично выпадать в осадок на дно ячеек). Азот и другие нерастворимые газы поступают в регулятор-смеситель, где смешиаются с кислородом и поступают во впускной коллектор двигателя. При недостатке оъема газов (вследствии образования в цилиндрах двигателя оксидов азота и их растворения в поглотительном баке или из-за иных причин) в регулятор-смеситель подается некоторое количество газа-разбавителя.
Общая масса системы 5,1—5,2т (10,2—10,4% массы гипотетического танка). Длина танка увеличивается на 1,3—1,5м (в зависимости от компоновки системы), а ширина и высота не изменяются.
При скорсти V1(V2) (см. выше) запас хода под водой 20,2км (17,7км), а время движения 1час 52мин (1час 14мин) вне зависимости от глубины.
Достоинства варианта 2.
1.Большой запас хода.
2.Полная скрытность подводного движения танка.
3.Независимость от глубины водоема (предельная глубина погружения лимитируется только герметичностью корпуса танка и прочностью бака-поглотителя).
4.Автоматический (по сигналу гидростатического датчика) переход от сухопутного режима движения к подводному и обратно.
5.Оборудование устойчиво к стрелковому оружию и осколкам снарядов. Повреждение даже нескольких кислородных баллонов не выводит систему из строя, а только снижает ее возможности.
6. Возможность неоднократной остановки и запуска двигателя под водой.
Недостатки варианта 2.
1.Сложность устройства
2. Сложость эксплуатации (требуется передвижная или стационарная кислородная зарядная станция, погрузочное оборудование для замены кислородных баллонов, коррозионно-стойкие цистерны и оборудование для заливки щелочного раствора, квалифицированный персонал в специальных средствах защиты для работы с опасными жидкостями).
3.Подготовка к применению возможна только вне соприкосновения с противником.
4.Экологическая вредность (слив отработанного раствора во время маневров вызовет протест природоохранных организаций)
Вариант 3Для работы двигателя применен замкнутый цикл с химической регенерацией выхлопных газов. Состав оборудования:
а) теплообменник отработаных газов с емкостью для сбора конденсата и малогабаритным (производительность не более 2,7л/мин) насосом для удаления конденсата) б) теплообменник для системы охлаждения двигателя в) газообменник в бронированном кожухе г) баллон с газом-разбавителем и редуктор (весьма возможно, что он не потребуется) д) фильтр-влагоотделитель на выходе из газового теплообменника
е) гидростатический датчик для приведения системы в действие
Теплообменники по устройству и назначению не отличаются от таковых для варианта 2.Газообменник представляет собой стальную емкость прямоугольной формы размерами 0,7*1,5*3м, расположенную поперек продольной оси танка. Толщина стенки 10мм, толщина защитного стеклопластикового слоя 20мм, общая масса пустого 1775кг. Внутри него находятся пластмассовые кассеты, заполненные пористыми гранулами надпероксида калия. Внутри кассет имеются пространственные пластмассовые решетки, препятствующие слеживанию гранул и их перемещению, а также образующие каналы для прохода газов. Одна из боковых поверхностей газообменника представляет собой герметичную дверцу, через которую по направляющей производится загрузка и выгрузка кассет. На дне газообменника имеется система распределительных патрубков, обеспечивающая равномерный подвод газов к нижним отверстиям кассет. Сходная система патрубков находится на крышке газообменника, обеспечивая собирание регенирированных газов для подачи во впускной коллектор двигателя. Перед впускным коллектором находится фильтр, улавливающий подхваченные газовым потоком частицы надпероксида и карбоната калия, а также имеется элемент пневмоавтоматики, поддерживающий заданный объем газов за счет введения газа-разбавителя. Общая масса надпероксида калия в кассетах 2040кг.
Каждая кассета представляет собой прямоугольную пластмассовую (изготовленную из тефлона или др. полностью устойчивого к окислению пластика) емкость с отверстиями на нижней и верхней поверхностях. Отверстия закрыты герметичными пробками, которые извлекаются непосредственно перед применением (т.к. надпероксид калия очень гигроскопичен и способен поглощать углекислый газ из воздуха).
Общая предполагаемая масса системы около 4,3т (8,6% массы гипотетического танка), она увеличивает длину танка на 1,5м, а ширина и высота не изменяются.
При скорости V1 (V2) (см. выше) запас хода под водой составляет
29,45км (25,8км), а время движения составляет 2часа 43минуты
(1час 47,5минут) вне зависимости от глубины.
Достоинства варианта 3.
1.Относительная простота устройства
2.Большой запас хода
3. Полная скрытность подводного движения танка.
4. Независимость от глубины водоема (предельная глубина погружения лимитируется только герметичностью корпуса танка и прочностью газообменника)
5. Автоматический (по сигналу гидростатического датчика) переход от сухопутного режима движения к подводному и обратно
6.Оборудование устойчиво к стрелковому оружию и осколкам снарядов.
7. Возможность неоднократной остановки и запуска двигателя под водой
Недостатки варианта 31.Сложость эксплуатации
2.Применение опасного в-ва (К2О4)
3.Значительная степень технического риска (опыт эксплуатации подобных установок недостаточен)
4.Сложность получения и высокая стоимость надпероксида калия
5. Сложность проведения гетерогенной химической р-ции с высоким выходом
Примечание 2: возмижности варианта 3 рассчитаны в предположении, что реакция между надпероксидом калия и углекислым газом происходит полностью, однако здесь могут встретиться непредвиденные трудности и запас хода окажется значительно ниже.
Примечание 3: для более полного использования новых тактических возможностей, обусловленных применением АУДТВ, особенно вариантов 2 и 3, на танке желательно установить дополнительное оборудование, а именно:
1) Телевизионный выдвижной перископический прибор наблюдения и прицеливания со стабилизированным в вертикальной плоскости зеркалом и переменной кратностью увеличения (для простоты кратность может быть ступенчатой, напр., 1х и 8х). Перископичность желательно иметь не менее 2,5—3м. Стабилизатор прибора д. б. связан со стабилизатором вооружения. В перспективе можно иметь в этом приборе ночной канал 2-го или 3-го поколения.
2) Устройство для предотвращения заливания канала ствола танковой пушки (т. к. слив воды требует времени и приведения ствола к отрицательному углу возвышения)
Большинство современных танковых пушек не имеют дульных тормозов, и поэтому создание устройства не представляет сложности. На начальном этапе освоения АУДТВ можно ограничиться одноразовыми пластмассовыми крышками, позволяющими произвести первый выстрел сразу после выхода из воды.
3) Гидролокатор ультразвукового диапазона для обзора дна водоема впереди танка и обнаружения препятствий (в настоящее время имеются малогабаритные гидролокаторы для подводных пловцов, которые м. б. приспособлены для танка). В перспективе можно использовать средства подводного звуковидения, с выведением изображения на дисплей механика-водителя.
Применение АУДТВ.1. Преодоление водных преград с ходу (традиционное применение)
2. Обход противника с фланга или тыла по дну водной преграды достаточной глубины. В данном случае подразумевается не просто форсирование реки или озера, а скрытное движение по дну водоема с целью внезапного появления танков в неподготовленном для обороны месте.
3. Использование водоемов достаточной глубины для укрытия при угрозе применения противником кассетных кумулятивных боеприпасов или нейтронного оружия.
4. Высадка морского танкового десанта с подводных лодок. Самое технически и тактически сложное, но наиболее перспективное направление применения АУДТВ. При данном способе десантирования одновременно решаются следующие проблемы, характерные для морских десантных операций:
а) исключается этап подхода десантных кораблей к берегу под огнем ПКР и береговой артиллерии и потери при этом
б) исключается переправа сил десанта с кораблей на берег под огнем полевой артиллерии и ПТУР и потери при этом
в) исключается необходимость развертывания сил десанта на берегу в боевые порядки под огнем противника и потери при этом (танки могут построиться в боевой порядок вблизи береговой линии под водой)
г) отпадает необходимость использования при высадке легкобронированной плавающей техники, преодолевающей участок от кораблей до берега с малой скоростью и подверженной наибольшим потерям
д) отпадает необходимость поддержки десанта корабельной артиллерией и неизбежные потери в дуэли с береговой артиллерией и береговыми ПКР
е) достигается полная тактическая внезапность
ж) потери на противодесантных минных заграждениях могут быть сведены к минимуму (даже исключены), т. к. танки выходят на берег, снабженные катковыми тралами
з) для высадки пехотных подразделений могут быть использованы тяжелые неплавающие БТР или БМП на шасси танков (напр., «Ахзарит» или БТР-Т), снабженные АУДТВ.
Добавление: вот почти (не совсем) готовый прибор наблюдения для мехвода
http://nppgamma.com/Zvukovizor.htm и тут картинки с него
http://nppgamma.com/ZvukoImegy.htm Дополнение к варианту 2: вместо 12 специальных кислородных баллонов увеличенной емкости внутренним диаметром 0,25м и длиной цилиндрической части 2м, со сферическими днищами можно использовать 40 стандартных баллонов по 40л
http://www.svaga.ru/catalog31/descr290.htm , при этом масса баллонов возрастет на1,062т ( масса всей системы станет 6,2-6,3т), но это будет очень дешево (все баллоны снаряженные 97600руб. или 3433долл.)
Сообщение отредактировал Donkey - 27.1.2009, 22:56