Танк Т-54 с газотурбинным двигателем ГТД-3Т представлял собой экспериментальный танк на котором была проведена ОКР по исследованию работы ГТД в танке и динамических свойств среднего танка с ГТД. В рамках данной ОКР распоряжением СМ СССР от 24 января 1961 г. ОКБ-29 в Омске обязывалось поставить ВИИИ-100 три газотурбинных двигателя ГТД-750, разработанных для вертолета КА-25, и оказать помощь в приспособлении их для установки в танк. На основании данного распоряжения СМ СССР в ГКОТ был разработан план совместной работы ВНИИ-100, Уралвагонзавода, НИИД и ОКБ-29 по созданию опытного газотурбинного двигателя ГТД-3Т для танка. Во второй половине 1962 г. к работам по установке ГТД в средний танк вместо Уралвагонзавода был привлечен завод № 174 в Омске.
По результатам проведенных работ были выявлены условия работы ГТД в танке, особенности эксплуатации танка с ГТД и определены динамические характеристики среднего танка с ГТД. В феврале 1963 г. ОКБ-29 изготовило и в марте 1963 г. передало ВНИИ-100 газотурбинный двигатель ГТД-ЗТ-02 для проведения его всесторонних стендовых испытаний. В феврале 1963 г. ОКБ-29 было реорганизовано в ОКБ-20. В мае 1963 г. после 100-ч стендовых испытаний ОКБ-20 передало ГТД-3Т-03 для установки его в танк. Летом-осенью 1963 г. ВНИИ-100 совместно с заводом 174 произвели переделку серийного танка Т-54 под установку ГТД. В IV квартале 1963 г. во ВНИИ-100 были проведены объектовые и ходовые испытания первого в СССР экспериментального ганка с ГТД. В январе-марте 1964 г. были проведены испытания по определению разгонных характеристик танка с механической трансмиссией, а в октябре - исследованы разгонные характеристики экспериментального танка с гидромеханической трансмиссией.
Полученный опыт проектирования и результаты стендовых и объектовых испытаний были использованы при разработке танков «Объект 167Т», «Объект 166ТМ» и «Объект 003», оснащенных силовой установкой с ГТД. Экспериментальный танк Т-54 с газотурбинным двигателем ГТД-3Т отличался от серийного танка Т-54 только компоновкой МТО, коренная переделка которого была вызвана отличием ГТД от поршневого двигателя по характеристикам, эксплуатационным качествам и габаритам. В остальном экспериментальная машина (корпус, башня, вооружение, ходовая часть, электрооборудование, средства связи) практически ничем не отличалась от серийной. Использование некоторых агрегатов трансмиссии (от танка Т-54 и истребителя танков «Объект 150») определило поперечное расположение двигателя ГТД-3Т в экспериментальном танке. По сравнению с расположением дизеля В-54 газотурбинный двигатель ГТД-3Т был смещен в сторону моторной перегородки на 140 мм. Выхлопной патрубок ГТД был перекрыт корпусом башни. Это обстоятельство привело к необходимости поворота выпускной улитки относительно его вертикальной ocи на 30° в сторону кормы машины и удалению средней группы топливных баков серийного танка. Длина двигателя ГТД-3Т с редуктором составляла 1809 мм.
Газотурбинный двигатель ГТД-3Т мощностью 515 кВт (700 л.с.) с удельным расходом топлива 448 г/кВт - ч (330 г/л.с. • ч) был спроектирован ОКБ-29 (главный конструктор В.А. Глушенков) на базе вертолетного двигателя ГТД-750. Он представлял собой двухвальный ГТД с осецентробежным компрессором (6 ступеней осевых и одна центробежная) и двухступенчатыми осевыми (силовой и компрессорной) турбинами. Двигатель имел цилиндрический двухрядный понижающий редуктор. Передаточное число редуктора i=5,663. При работе двигателя с ГМТ за счет пары съемных шестерен передаточное число редуктора могло быть изменено на i= 4,921. Для исключения кратковременного увеличения частоты вращения силовой т\рбины в конструкции двигателя был предусмотрен перепуск газа после компрессорной турбины в атмосферу, минуя силовую турбину. Это осуществлялось с помощью заслонок перепуска газа при работе двигателя на режимах малого или малого маневренного газа («холостой ход») и при отпускании педали подачи топлива во время движения. Управление заслонками перепуска газа осуществлялось механиком-водителем с помощью педали подачи топлива («педали газа»).
В системе воздухоочистки и пылеудаления с коэффициентом пропуска пыли 3% был применен циклонный воздухоочиститель с эжекционным удалением пыли из бункера. Воздухоочиститель обеспечивал очистку воздуха, поступавшего в двигатель ГТД-3Т. Из условий компоновки МТО серийного танка для снижения сопротивления трассы, подводившей воздух к двигателю, воздухоочиститель был установлен снаружи танка на левой надгусеничной полке. В топливной системе имелось две группы топливных баков - внутренняя и наружная. Внутренние баки располагались в носовой части танка справа от рабочего места механика-водителя. Наружные баки - на левой и правой надгусеничных полках. Общая емкость наружных топливных баков составляла 400 л. Подача реактивного топлива марки ТС-1 из баков к двигателю осуществлялась с помощью подкачивающего насоса коловратного типа. Расход топлива на километр пути в среднем был в 2,5-2,8 раза больще, чем у серийного танка. Число переключений передач в одинаковых дорожных условиях у танка с ГТД в 3,6 раза было меньще, чем у серийного танка. Выпуск отработавших газов двигателя осуществлялся через выхлопной патрубок в передней части МТО у правого борта и был направлен вверх под углом 45°.
В МТО была применена вентиляторная система охлаждения незамкнутого типа (отвод тепла от коробки передач и от наружных поверхностей ГТД-3Т осуществлялся непосредственным обдувом их потоком воздуха системы охлаждения). Одноступенчатый осевой вентилятор приводился во вращение от вала турбокомпрессора ГТД через карданный привод. Система смазки была выполнена в двух вариантах: для МТО с механической трансмиссией и МТО с гидромеханической трансмиссией. Принципиальное отличие второго варианта системы смазки от первого заключалось в наличии двух контуров циркуляции масла, связанных с масляными магистралями двигателя и гидромеханической коробки передач. В системе смазки при установке механической коробки передач применялся один контур циркуляции масла, связанный только с масляной магистралью двигателя. Пуск двигателя осуществлялся стартером СТ-1ПТ. В условиях низких температур (-22°С) время подготовки к пуску и пуск двигателя составлял 7 мин. (для танка с дизелем В-54 этот показатель составлял 39 мин.).
Особенностью экспериментального танка являлось то, что в МТО можно было устанавливать два типа трансмиссии - механическую и гидромеханическую. В качестве механической трансмиссии была применена трансмиссия серийного танка Т-54 с пятиступенчатой коробкой передач. Гидромеханическая трансмиссия танка состояла из гидромеханической коробки передач истребителя танков «Объект 150» с комплексной гидропередачей ГТК-111с, переделанной из трехступенчатой в двухступенчатую. ПМП, бортовые редукторы и приводы управления движением танка остались такими же, как на танке Т-54. Источником электроэнергии при работающем двигателе являлся авиационный генератор ГСК-1500 с клиноременным приводом от коробки передач танка. В отделении управления был установлен щиток контрольно-измерительных приборов адаптированный под установку в танке ГТД.
Танк Т-54 с газотурбинным двигателем ГТД-3Т
Боевая масса - 33,5 т;
экипаж - 4 чел.;
оружие: пушка - 100 мм, 2 пулемета - 7,62 мм,
броня - противоснарядная;
мощность ГТД - 515 кВт (700 л.е.);
максимальная скорость - 50 км/ч.
По результатам проведенных работ были выявлены условия работы ГТД в танке, особенности эксплуатации танка с ГТД и определены динамические характеристики среднего танка с ГТД. В феврале 1963 г. ОКБ-29 изготовило и в марте 1963 г. передало ВНИИ-100 газотурбинный двигатель ГТД-ЗТ-02 для проведения его всесторонних стендовых испытаний. В феврале 1963 г. ОКБ-29 было реорганизовано в ОКБ-20. В мае 1963 г. после 100-ч стендовых испытаний ОКБ-20 передало ГТД-3Т-03 для установки его в танк. Летом-осенью 1963 г. ВНИИ-100 совместно с заводом 174 произвели переделку серийного танка Т-54 под установку ГТД. В IV квартале 1963 г. во ВНИИ-100 были проведены объектовые и ходовые испытания первого в СССР экспериментального ганка с ГТД. В январе-марте 1964 г. были проведены испытания по определению разгонных характеристик танка с механической трансмиссией, а в октябре - исследованы разгонные характеристики экспериментального танка с гидромеханической трансмиссией.
Полученный опыт проектирования и результаты стендовых и объектовых испытаний были использованы при разработке танков «Объект 167Т», «Объект 166ТМ» и «Объект 003», оснащенных силовой установкой с ГТД. Экспериментальный танк Т-54 с газотурбинным двигателем ГТД-3Т отличался от серийного танка Т-54 только компоновкой МТО, коренная переделка которого была вызвана отличием ГТД от поршневого двигателя по характеристикам, эксплуатационным качествам и габаритам. В остальном экспериментальная машина (корпус, башня, вооружение, ходовая часть, электрооборудование, средства связи) практически ничем не отличалась от серийной. Использование некоторых агрегатов трансмиссии (от танка Т-54 и истребителя танков «Объект 150») определило поперечное расположение двигателя ГТД-3Т в экспериментальном танке. По сравнению с расположением дизеля В-54 газотурбинный двигатель ГТД-3Т был смещен в сторону моторной перегородки на 140 мм. Выхлопной патрубок ГТД был перекрыт корпусом башни. Это обстоятельство привело к необходимости поворота выпускной улитки относительно его вертикальной ocи на 30° в сторону кормы машины и удалению средней группы топливных баков серийного танка. Длина двигателя ГТД-3Т с редуктором составляла 1809 мм.
Газотурбинный двигатель ГТД-3Т мощностью 515 кВт (700 л.с.) с удельным расходом топлива 448 г/кВт - ч (330 г/л.с. • ч) был спроектирован ОКБ-29 (главный конструктор В.А. Глушенков) на базе вертолетного двигателя ГТД-750. Он представлял собой двухвальный ГТД с осецентробежным компрессором (6 ступеней осевых и одна центробежная) и двухступенчатыми осевыми (силовой и компрессорной) турбинами. Двигатель имел цилиндрический двухрядный понижающий редуктор. Передаточное число редуктора i=5,663. При работе двигателя с ГМТ за счет пары съемных шестерен передаточное число редуктора могло быть изменено на i= 4,921. Для исключения кратковременного увеличения частоты вращения силовой т\рбины в конструкции двигателя был предусмотрен перепуск газа после компрессорной турбины в атмосферу, минуя силовую турбину. Это осуществлялось с помощью заслонок перепуска газа при работе двигателя на режимах малого или малого маневренного газа («холостой ход») и при отпускании педали подачи топлива во время движения. Управление заслонками перепуска газа осуществлялось механиком-водителем с помощью педали подачи топлива («педали газа»).
В системе воздухоочистки и пылеудаления с коэффициентом пропуска пыли 3% был применен циклонный воздухоочиститель с эжекционным удалением пыли из бункера. Воздухоочиститель обеспечивал очистку воздуха, поступавшего в двигатель ГТД-3Т. Из условий компоновки МТО серийного танка для снижения сопротивления трассы, подводившей воздух к двигателю, воздухоочиститель был установлен снаружи танка на левой надгусеничной полке. В топливной системе имелось две группы топливных баков - внутренняя и наружная. Внутренние баки располагались в носовой части танка справа от рабочего места механика-водителя. Наружные баки - на левой и правой надгусеничных полках. Общая емкость наружных топливных баков составляла 400 л. Подача реактивного топлива марки ТС-1 из баков к двигателю осуществлялась с помощью подкачивающего насоса коловратного типа. Расход топлива на километр пути в среднем был в 2,5-2,8 раза больще, чем у серийного танка. Число переключений передач в одинаковых дорожных условиях у танка с ГТД в 3,6 раза было меньще, чем у серийного танка. Выпуск отработавших газов двигателя осуществлялся через выхлопной патрубок в передней части МТО у правого борта и был направлен вверх под углом 45°.
В МТО была применена вентиляторная система охлаждения незамкнутого типа (отвод тепла от коробки передач и от наружных поверхностей ГТД-3Т осуществлялся непосредственным обдувом их потоком воздуха системы охлаждения). Одноступенчатый осевой вентилятор приводился во вращение от вала турбокомпрессора ГТД через карданный привод. Система смазки была выполнена в двух вариантах: для МТО с механической трансмиссией и МТО с гидромеханической трансмиссией. Принципиальное отличие второго варианта системы смазки от первого заключалось в наличии двух контуров циркуляции масла, связанных с масляными магистралями двигателя и гидромеханической коробки передач. В системе смазки при установке механической коробки передач применялся один контур циркуляции масла, связанный только с масляной магистралью двигателя. Пуск двигателя осуществлялся стартером СТ-1ПТ. В условиях низких температур (-22°С) время подготовки к пуску и пуск двигателя составлял 7 мин. (для танка с дизелем В-54 этот показатель составлял 39 мин.).
Особенностью экспериментального танка являлось то, что в МТО можно было устанавливать два типа трансмиссии - механическую и гидромеханическую. В качестве механической трансмиссии была применена трансмиссия серийного танка Т-54 с пятиступенчатой коробкой передач. Гидромеханическая трансмиссия танка состояла из гидромеханической коробки передач истребителя танков «Объект 150» с комплексной гидропередачей ГТК-111с, переделанной из трехступенчатой в двухступенчатую. ПМП, бортовые редукторы и приводы управления движением танка остались такими же, как на танке Т-54. Источником электроэнергии при работающем двигателе являлся авиационный генератор ГСК-1500 с клиноременным приводом от коробки передач танка. В отделении управления был установлен щиток контрольно-измерительных приборов адаптированный под установку в танке ГТД.
Танк Т-54 с газотурбинным двигателем ГТД-3Т
Боевая масса - 33,5 т;
экипаж - 4 чел.;
оружие: пушка - 100 мм, 2 пулемета - 7,62 мм,
броня - противоснарядная;
мощность ГТД - 515 кВт (700 л.е.);
максимальная скорость - 50 км/ч.
