MBT: Motor de T-72 vs T-80

B-46 "setenta y dos" versus motor de turbina de gas T-80B en condiciones de calor

Edward Perov || Revista Militar





El debate sobre qué motor es mejor para un tanque, si uno de turbina de gas o uno diésel, persiste hoy en día, especialmente en el marco de la construcción de tanques soviéticos (nacionales). Por lo tanto, los informes sobre pruebas comparativas de tanques con motores de turbina de gas y motores de pistón resultan de especial interés, especialmente cuando se trata del funcionamiento de las centrales eléctricas en condiciones climáticas adversas, por ejemplo, en condiciones de calor.

Ofrecemos uno de estos documentos para su consulta. Publicado en la revista "Boletín de Equipo Blindado" en 1989, está dedicado a un estudio experimental del efecto de la alta temperatura del aire en la tracción y las propiedades dinámicas de los tanques T-72 y T-80B en las condiciones del desierto de Kara-Kum.

Influencia de la temperatura del aire en la tracción y las propiedades dinámicas de los tanques

En el desierto de Kara-Kum, se realizaron pruebas en el tanque T-80B con un motor de turbina de gas GTD-1000TF y en el tanque T-72 con un motor de pistón V-46 (PD). Estas pruebas permitieron evaluar el efecto de la alta temperatura atmosférica tₐ en la tracción y las propiedades dinámicas de estos vehículos. Los tanques estaban equipados con el equipo de medición necesario y preparados según las instrucciones de operación para climas cálidos y secos.

Características de tracción de dos tanques

Tanque	Número de marcha	tₐ, °C	v̄ₘₐₓ, en pista, km/h	v′ₘₐₓ, km/h	% / °C	nₚₚ al final de la aceleración, %	τ, s	x̄, m/s²
T-72	VII	t₁ = 26	55,4	58,5	0,3	—	44,5	0,082
		t₂ = 37	52,8	57,0	…	—	46,0	0,075
T-80B	IV	t₁ = 26	…	62,0	0,3	99,2	27,2	0,253
		t₂ = 41	57,0	59,5	…	98,6	32,7	0,190
T-80B	III	t₁ = 25	…	46,8	0	100,2	13,2	0,492
		t₂ = 40	…	46,8	…	99,8	18,6	0,349

El regulador de temperatura RT 12-15B del motor GTD-1000TF se ajustó a la temperatura máxima de los gases antes de la turbina de potencia de 600 a 610 °C, lo que limitó el consumo máximo de combustible. Para el cálculo y la evaluación experimental, se utilizaron materiales procedentes de pruebas de tanques en una cámara tropical.


Figura 1. Aceleración (a) y frenado (b) del tanque T-80B en cuarta marcha (1) y del tanque T-72 en séptima marcha (2).
(líneas continuas — a tₐ = 26 °C, líneas discontinuas — a tₐ = 38 °C).

Las pruebas se realizaron en secciones de takyr con un coeficiente de arrastre fc ≈ 0,018. El vehículo fue conducido por conductores altamente cualificados en posición de replegamiento. Se midieron los ciclos de aceleración y frenado del motor, la velocidad máxima del ciclo vₘₐₓ, el tiempo de aceleración por marchas τᵣ y la aceleración (desaceleración) media ẋ = Δv/Δt a diferentes temperaturas del aire.

Los tanques operaron en todas las marchas, comenzando desde la II, durante la mañana (25…27 °C) y el día (36…42 °C).


Figura 2. Cambio de nₚₚ durante la aceleración del T-80B en cuarta marcha a una temperatura de 26 °C (1) y 39 °C (2).


La aceleración media se determinó en un rango de velocidad dado. El límite superior del rango al conducir en marchas más altas se estableció en vᵥ ≈ 0,95vₘₐₓ, cercano a la velocidad máxima posible alcanzada en las condiciones correspondientes del tanque. El límite superior en las demás marchas del tanque T-80B correspondió a la velocidad de movimiento a la frecuencia de rotación de la turbina de potencia n s.t. = 1 y la frecuencia de rotación del eje de salida del motor de pistón n = 2000 min⁻¹ para el tanque T-72.

Los límites inferiores de los rangos fueron, respectivamente, n s.t. = 0,5 y n = 1400 min⁻¹.

La inercia térmica de los sistemas de refrigeración del motor durante periodos cortos de aceleración (frenado), así como algunas fluctuaciones en el coeficiente de arrastre fc en la sección de conducción, no permitieron evaluar la influencia de la temperatura atmosférica en marchas cortas.

La velocidad máxima de aceleración vₘₐₓ en marchas altas supera la velocidad máxima media v̅ₘₐₓ obtenida durante recorridos largos en takyr en un 4-7 % (Fig. 1, tabla). Esto se debe a un cambio más amplio en las condiciones de la carretera en tramos de varios kilómetros de la ruta en comparación con el cambio en fc en tramos cortos de aceleración. En el rango de 26 a 37 °C para el tanque T-72 y de 25 a 41 °C para el tanque T-80B, la vₘₐₓ disminuyó un promedio del 0,3% con un aumento de tₐ de 1 °C.

Durante las pruebas, se midió la velocidad de rotación de la segunda etapa del turbocompresor n2 durante la aceleración del tanque T-80B en cuarta marcha. Con la aceleración completa del turbocompresor de la segunda etapa, 6-7 segundos después del inicio de la aceleración del tanque, durante 15 segundos (tₐ = 39 °C) o (tₐ = 26 °C), el controlador de temperatura estableció un mayor consumo de combustible en comparación con el calculado para un tₐ dado. Tras calentar las piezas del motor, el controlador redujo el consumo al valor calculado (Fig. 2). De esta forma, la inercia térmica proporcionó mayor potencia al motor y permitió aumentar la intensidad de la aceleración. Considerando que la duración de la aceleración en la segunda y tercera marcha es de 12 a 14 y de 21 a 25 segundos, esta se produce con el aumento de la potencia del motor.

La aceleración media disminuyó un 1,6 % para el tanque T-80B en la cuarta marcha y un 72 % para el tanque T-1.9 en la séptima marcha con un aumento de temperatura de 0,8 °C. La duración de la aceleración en estas marchas para un tanque con motor de turbina de gas a tₐ = 1-40 °C, en comparación con 41-25 °C, se prolongó un 26 % y un 20 %, respectivamente, y para un tanque con motor de pistón a tₐ = 40 °C, en comparación con 37 °C, un ≈ 26 %.

Los datos obtenidos durante las aceleraciones, teniendo en cuenta fc, permiten analizar y evaluar la influencia de tₐ en la característica de tracción en el rango de 25 a 41 °C. Se obtiene la naturaleza del cambio en la dependencia del factor dinámico fd con respecto a la velocidad de movimiento v a diferentes temperaturas del aire en marchas más altas.

Figura 3. Influencia de tₐ en la fuerza de tracción específica fₐ y el consumo de combustible por kilómetro recorrido Qₛ en marchas altas:

III, IV — marchas del tanque T-80B;
VII — marcha del tanque T-72;
líneas continuas — a una temperatura de 26 °C,
líneas discontinuas — a tₐ = 40 °C.

El análisis mostró que en el rango de 25 a 41 °C, la temperatura específica de la fuerza de empuje del tanque con motor de turbina de gas en cuarta y tercera marchas disminuyó un 25% y un 18%, o un promedio del 1,8% y el 1,3%, al aumentar la temperatura un grado. En el caso de un tanque con motor de pistón, al aumentar la temperatura del aire de 26 a 37 °C, fd disminuyó un promedio del 10%, o un 0,7% por cada °C.

Cabe destacar que los resultados obtenidos para el tanque T-72 no consideran las limitaciones de potencia del motor en el sistema de refrigeración. Esto se debe a que, al circular en el ciclo de aceleración-frenado, el diésel solo opera periódicamente en la característica externa.

Al evaluar la eficiencia del sistema de refrigeración durante las complejas pruebas climáticas en banco del tanque T-72, se estableció la dependencia de la temperatura del refrigerante del motor con su régimen de revoluciones y el consumo de combustible a tₐ = 15 y 40 °C. A una temperatura de 15 °C, el ventilador funcionó en la primera etapa sin limitar la potencia diésel. La limitación de la potencia mediante la temperatura del refrigerante a una temperatura atmosférica de 40 °C provocó una disminución de fd en un promedio del 30-40 % (Fig. 4).

Estos resultados concuerdan satisfactoriamente con los resultados experimentales mostrados en la Fig. 3, así como con los datos obtenidos cuando el T-72 circulaba en takyr: la limitación de la velocidad por el sistema de refrigeración se produjo ya a una temperatura atmosférica ≥ 36-37 °C.

Figura 4. Fuerza de tracción específica fₐ en marchas altas:

1, 2 – a tₐ = 15 y 40 °C;
3 – a tₐ = 40 °C teniendo en cuenta la limitación por la temperatura del líquido refrigerante.

La influencia de la temperatura ambiente en el consumo de combustible del tanque T-72 es insignificante (véase la Fig. 3; un aumento de temperatura a 40 °C no empeora el consumo de combustible Qs en más del 5 %). Estos datos se confirman con los resultados de las pruebas de funcionamiento. En el caso del tanque T-80B, con una selección de marchas racional, desde el punto de vista del ahorro de combustible, la influencia de Qs en las características de ahorro de combustible también es pequeña. Cabe destacar que, en diversas condiciones de la carretera, se puede lograr un mayor ahorro de combustible tanto a bajas como a altas temperaturas del aire, gracias a que el conductor elige modos de funcionamiento del motor más racionales.

Resultados. Según datos experimentales, cuando la temperatura atmosférica aumenta de 25 a 40 °C, la fuerza de tracción específica del tanque T-80B disminuye entre un 20 % y un 25 %, y la del tanque T-72, sin considerar las limitaciones del sistema de refrigeración, en aproximadamente un 7 %. Un aumento de temperatura empeora las características de frenado y aceleración de ambos vehículos.

Fuente

"The influence of air temperature on the traction and dynamic qualities of tanks." Authors: T.A. Astakhova, E.V. Kalinina-Ivanova, V.G. Sitnikov. Magazine "Bulletin of Armored Equipment" No. 3 for 1989.