Техника и вооружение 2013 01 - Коллектив авторов (библиотека электронных книг TXT) 📗
Неравномерность распределения скоростей потоков воздуха на входных решетках объяснялась следующими факторами:
– несовершенством конструкции броневых решеток входов, которые монтировались на танке так, что входящий поток воздуха направлялся угольниками броневой решетки от вентилятора, тогда как предпочтительнее было направлять его к вентилятору;
– наличием подсоса воздуха из моторного отделения, который увеличивал поперечную неравномерность вдоль щелей;
– влиянием экранирующего эффекта башни, который по-разному сказывался на распределении скоростей при различных положениях башни. При положении башни пушкой вперед неравномерность несколько уменьшалась на передних входах за счет большего подсоса воздуха из моторного отделения;
– наличием тяги воздуха воздухоочистителями. Тяга воздуха воздухоочистителями, с одной стороны, увеличивала неравномерность в передних входах, но, с другой стороны, часть воздуха, поступавшая к входным решеткам, шла в воздухоочистители, и тем самым неравномерность перед фронтом радиаторов увеличивалась;
– наличием больших углов входа воздуха в передние входные решетки (до 48"), что ухудшало обтекание трубок радиаторов.
Вследствие неравномерного поступления воздуха к радиаторам и неравномерности скоростных полей уменьшался средний коэффициент теплопередачи радиаторов и увеличивалось их общее аэродинамическое сопротивление.
Для улучшения скоростных полей и распределения воздуха на входах требовалось изменить конструкцию броневых решеток входов в соответствии с конструкцией, разработанной и предложенной ЦАГИ по результатам испытаний системы охлаждения танка ИС-4 в 1947 г.
При частоте вращения коленчатого вала двигателя в пределах 1300- 1700 мин'1 наблюдался заброс нагретого воздуха к фронту радиаторов. Заброс нагретого воздуха по входным решеткам также распределялся неравномерно. При положении башни пушкой назад в передние входы попадало меньше нагретого воздуха, чем в задние, что объяснялось плавным обтеканием башни встречным потоком воздуха и сдуванием выходящего потока нагретого воздуха в сторону кормы.
При положении башни пушкой вперед в передние входные решетки попадало значительное количество нагретого воздуха в результате частичного удара выходящего потока нагретого воздуха о нишу башни. В итоге часть нагретого воздуха направлялась к передним входным решеткам.
Общий высокий процент заброса нагретого воздуха к фронту радиаторов (до 18,6% от всего объема воздуха, поступавшего к входным решеткам) объяснялся, в основном, неправильной конструкцией спрямляющего аппарата, из которого поток нагретого воздуха выходил нераскрученным, завихренным, что способствовало распространению нагретого воздуха в вихревой зоне, образующейся за башней.
Значительная неравномерность скоростных полей воздуха приводила к тому, что наиболее интенсивно воздух поступал в щели, располагавшиеся ближе к выходным решеткам, т.е. в зону, где заброс нагретого воздуха был облегчен.
Как показали результаты испытаний, скорость движения танка (следовательно, и скорость встречного потока воздуха) в пределах 7,5-22 км/ч не влияла на характер заброса нагретого воздуха во входные решетки. Для уменьшения заброса нагретого воздуха во входные решетки было рекомендовано изменить конструкцию спрямляющего аппарата и броневых решеток входов в соответствии с конструкцией, предложенной ЦАГИ по результатам испытаний вентилятора системы охлаждения опытного танка «Объект 730» в 1949 г. и танка ИС-4 в 1947 г.
Эксперименты по выявлению распределения воздушных потоков внутри корпуса танка производились при нормально собранном воздушном тракте с учетом различных положений башни и входных люков корпуса и башни (в сочетании с открытыми или закрытыми крышками). Дополнительно состоялись эксперименты по выявлению воздушных потоков при полностью замкнутых воздушных трактах системы охлаждения двигателя. Для этого между радиаторами и входными броневыми решетками установили специальные уплотнения. Кроме того, устранили все неплотности и щели в подвентиляторных и подрадиаторных коробках. Вся картина распределения воздушных потоков внутри корпуса танка определялась с помощью дымления. Выяснилось, что направление воздушных потоков не зависело от частоты вращения коленчатого вала двигателя, а следовательно, и от частоты вращения вентиляторов.
Как показали результаты проведенных исследований, направление воздушных потоков в моторном и трансмиссионном отделениях зависело только от положения башни, а также крышек входных люков башни и механика-водителя (открыты или закрыты), жалюзи и башенного вентилятора (включен или выключен и закрыт крышкой).
При нормально собранных воздушных трактах системы охлаждения воздухоочистители питались воздухом, поступавшим, в основном, из передних входных броневых решеток (тем самым уменьшая расход воздуха через передние радиаторы и увеличивая неравномерность скоростей потока воздуха перед фронтом радиаторов), а также через окна и щели в моторной перегородке, несколько нагретым по пути о горячие коллекторы передних радиаторов и корпус нагнетателя. Однако нагрев воздуха был незначителен, так как нижние коллекторы передних радиаторов, обдуваемые этим воздухом, нагревали его мало.
К передним радиатором воздух, как правило, поступал через передние входные броневые решетки, а также через некоторые щели и окна в моторной перегородке и через щель надмоторного люка. К задним радиаторам воздух, в основном, поступал через задние входные броневые решетки, щель трансмиссионного люка и заднюю часть щели надмоторного люка. В радиаторы из моторного отделения воздух поступал предварительно нагретым о горячие детали двигателя и планетарной трансмиссии, что снижало теплопередачу радиаторов.
Вентиляторы системы охлаждения засасывали воздух через радиаторы, а также через неплотности и щели в подвентиляторных и подрадиаторных коробках. Воздух перед входом в вентиляторы по пути обдувал выпускные патрубки, уложенные в подрадиаторных коробках, отчего дополнительно нагревался, и объемный расход воздуха через вентиляторы снижался.
При дополнительных уплотнениях воздушных трактов системы охлаждения соблюдалась их строгая изоляция как от проникновения нагретого воздуха из моторного отделения к радиаторам и вентиляторам, так и от попадания воздуха из передних входных решеток к воздухоочистителям. При этом воздух к воздухоочистителям подавался только из боевого и моторного отделений (воздух, проходивший через щели моторного и трансмиссионного люков). Нагрев этого воздуха увеличивался за счет предварительного обдува им горячего двигателя и планетарной трансмиссии.
Воздух, проходивший через передние и задние входные решетки, поступал только в радиаторы, благодаря чему улучшались поля скоростей потока воздуха перед фронтом радиаторов, а также их обдув.
Вентиляция боевого отделения оказалась неудовлетворительной. Воздух в боевое отделение поступал через отверстия и щели в маске и опору башни, а также через щели люков и смотровых приборов. Работающий вентилятор башни выбрасывал часть воздуха, поступавшего в боевое отделение, и разделение воздушных потоков, поступавших к вентилятору и моторной перегородке (где образовывалась застойная зона), происходило примерно на уровне плеч заряжающего и наводчика (при их сидячем положении), что вынуждало их дышать воздухом, насыщенным пороховыми газами. При значительной концентрации дыма внутри боевого отделения для его удаления требовался большой промежуток времени из-за неудачного выбора направления тяги вытяжного вентилятора башни.
Кроме того, наблюдалась сильная запыленность боевого отделения из- за создаваемого в нем разряжения при движении танка по пыльной дороге. Разряжение в боевом отделении создавалось тягой воздухоочистителей и дополнительно увеличивалось при включении вытяжного вентилятора башни. Однако величина создаваемого разряжения не могла служить причиной сильного запыления боевого отделения машины. Как показали испытания, причинами сильного запыления боевого отделения являлись:
