В конце 1944 года совместными усилиями Военной академии механизации и моторизации имени Сталина, заводов № 627, ЧКЗ, «Электросила» и «Динамо» на основании постановления ЦК ВКП(б) и СНК от 07.04.1941 изготовили танк ЭКВ. Разработку электромеханической трансмиссии начали еще в октябре 1940 году в ВАММ РККА. Руководил работами начальник кафедры танков военный инженер первого ранга Груздев Н.И.
Применение электромеханической трансмиссии на танке давало возможность: уменьшить расход топлива; улучшить тяговые характеристики; улучшить поворотливость танка благодаря непрерывному регулированию разности скоростей гусениц, а также улучшить тормозную характеристику благодаря электродинамическому торможению.
Тех. проект танка ЭКВ выполнили в сентябре 1941 года, и завод «Динамо» начал изготовлять агрегаты электротрансмиссии. В связи с передислокацией академии и эвакуацией заводов работы по созданию агрегатов трансмиссии танка задержались, и к январю 1943 года общего объема работ было выполнено лишь 60%. В феврале 1943 года завершение работ перенесли на завод № 627 в Москву.
В ноябре-декабре 1944 года на научно-исследовательском испытательном полигоне были проведены испытания опытного образца танк ЭКВ. В связи с конструкционными недостатками танк ЭКВ так и не был принят на вооружение РККА, однако полученный при его разработке опыт в последующем использовался при проектировании электромеханических трансмиссий тяжелых танков ИС-6 и ИС-7.
В качестве базы для изготовления танка ЭКВ был использован серийный танк КВ-1 образца 1941 года. Главные отличия от базовой модели заключались в установке электромеханической трансмиссии (на КВ-1 стояла механическая), а также башне с вооружением (аналогичная конструкция использовалась на танке КВ-1С). Общая компоновка машины имела классическую схему.
В отделении управления размещались сиденья механика-водителя, а также стрелка-радиста. Также в отделении управления, кроме приводов управления движением танка, контрольных приборов, размещались аккумуляторные батареи, пулемет ДТ, воздушные баллоны, радиостанция, часть ЗИПа и боеукладки. В середине лобового бронелиста корпуса размещался смотровой люк механика-водителя, который закрывался броневой крышкой со смотровой щелью с триплексом. В крыше корпуса справа от механика-водителя был установлен зеркальный смотровой прибор. В лобовом листе перед стрелком-радистом располагалась шаровая опора для установки лобового пулемета. Вход и выход членов экипажа, которые располагались в отделении управления, над рабочим местом стрелка-радиста в крыше корпуса машины был выполнен люк, который закрывался откидной бронекрышкой на внутренней петле. В днище корпуса за сиденьем механика-водителя имелся запасный люк для выхода.
Боевое отделение располагалось в башне и средней части корпуса танка. В башне, которая устанавливалась на шариковой опоре, монтировалась пушка, пулеметы, а также размещалась часть боеукладки. В отделении управления размещались: друг за другом слева от пушки наводчик орудия и командир танка, заряжающий — справа от орудия. Сиденья командира, заряжающего и наводчика крепились к башне. Они вращались вместе с ней. На крыше башни над рабочим местом командира устанавливалась неподвижная командирская башенка имеющая пять смотровых перископических приборов, располагавшихся по ее периметру. В крыше башни у заряжающего для наблюдения вперед и сторону кормы танка монтировалось два зеркальных смотровых прибора. В крыше башни справа от командирской башенки имелся входной люк, который закрывался броневой крышкой на петле. Топливные и масляный баки были установлены вдоль бортов боевого отделения, на днище — вращающееся контактное устройство и основная часть боеукладки.
За боевым отделением располагалось моторное отделение. Отделения разделялись перегородкой. На подмоторной раме в моторном отделении вдоль продольной оси машины устанавливались двигатель, вдоль бортов масляный и водяные радиаторы и два комбинированных воздухоочистителя.
В кормовой части танка находилось трансмиссионное отделение, которое отделялось от моторного перегородкой. В нем размещались агрегаты электротрансмиссии и аппаратура управления.
Бронезашита танка — противоснарядная, дифференцированная. Конструкция корпуса танка ЭКВ не отличались от конструкции корпуса КВ-1 образца 1941 года. Исключение составляли крыша над трансмиссионным отделением, крышки люков изменения в которой были выполнены в связи с монтажом агрегатов и узлов электротрансмиссии, а также бортовые листы в связи с установкой новых бортовых редукторов. Кроме того, изменили конструкцию защитных броневых колпаков выпускных коллекторов двигателя. Броневые колпаки имели более удлиненную форму в сравнении с аналогичными деталями танка КВ-1 образца 1941 года. Конструкция башни полностью повторяла конструкцию башни КВ-1С. На башне отсутствовали поручни для танкового десанта. Для тушения пожара использовался тетрахлорный ручной огнетушитель, размещавшийся в башне танка ЭКВ.
Размещение агрегатов электромеханической трансмиссии в танке ЭКВ
В состав электромеханической трансмиссии входили: стартер-генератор ДК-502Б, постоянно соединенный с дизелем В-2К по средствам муфт, два тяговых электродвигателя ДК-301В, два бортовых редуктора и аппаратура управления.
Стартер-генератор ДК-502Б постоянного тока (масса 1240 кг) размещался вдоль продольной оси корпуса танка ЭКВ. Постоянство мощности генератора достигалось за счет подбора обмоток возбуждения генератора. Он имел 3 обмотки возбуждения: шунтовую, которая была включена на клеммы генератора; независимую, которая получала электроэнергию от аккумуляторной батареи и работала согласованно с шунтовой обмоткой; сериесная (противокомпаундная), получавшая электроэнергию от генератора и действовавшая против независимой и шунтовой обмоток. Данные обмотки и характеристики генератора подбирались таким образом, что напряжение при увеличении силы тока снижалось и увеличивалось при уменьшении силы тока. Мощность генератора при уменьшении частоты вращения двигателя снижалась гораздо быстрее, в сравнении с мощностью дизеля. Благодаря этому обеспечивалось автоматическое регулирование генератора на постоянную мощность независимо от скорости и силы тяги. Это давало возможность использовать полную мощность дизельного двигателя при его работе на различных режимах движения — от максимальной силы тяги до максимальной скорости. Также обеспечивалась устойчивая работа дизеля, поскольку при любом уменьшении частоты вращения дизельный двигатель автоматически разгружался и не останавливался. Генератор был выполнен шестиполюсным, имел петлевую обмотку якоря и уравнительные соединения, располагавшиеся под обмоткой со стороны коллектора. Он обеспечивал кратковременный и длительный режимы работы тяговых электродвигателей. При основном (длительном) режиме мощность генератора составляла 290 кВт при 1700 об/мин. В этом случае напряжение составляло 392 В. При кратковременном режиме частота вращения якоря генератора увеличивалась до 1950 об/мин, при это мощность составляла 330 кВт, а напряжение — 485 В. Вентиляция генератора осуществлялась специальным центробежным вентилятором, выполненным заодно с вентилятором системы охлаждения дизельного двигателя. Подшипниковая опора для якоря генератора — только одна. Второй опорой якоря генератора служила муфта, которая соединяла якорь генератора и коленвал дизеля. Тяговые электродвигатели постоянного тока ДК-301В устанавливались поперек корпуса и подсоединялись параллельно-последовательно к клеммам генератора при помощи контакторов в зависимости от положения рукоятки контроллера. Шестиполюсные электродвигатели имели независимую и сериесную обмотки возбуждения. На независимую обмотку возбуждения напряжение подавалось от аккумуляторных батарей. Данная обмотка при электрическом торможении обеспечивала устойчивое возбуждение двигателей.
Генератор электромеханической трансмиссии танка ЭКВ
Чтобы уменьшить размеры электродвигателя, увеличили частоту вращения его якоря до 5000 об/мин. Тяговые электродвигатели могли работать в двух режимах: длительном, который примерно соответствовал второй и третьей передачам механической трансмиссии, и кратковременном, который соответствовал максимальному крутящему моменту или максимальной скорости. Основным режимом работы электродвигателей был длительный, который соответствовал такому же режиму работы генератора (при одновременной работе обоих электродвигателей). Частота вращения якоря при длительной режиме составляла 2400 оборотов в минуту. В цепи сила тока достигала 370 ампер. Скорость тяжелого танка — 17,5 км/ч. На валу электромотора максимальный крутящий момент при 40 об/мин составлял 520 кгм. При этом сила тока в цепи достигала 2 тыс. ампер. Для охлаждения электродвигателей использовали вентиляторы центробежного типа. Вес каждого тягового электродвигателя и вентилятора равнялся 820 кг. Механическая часть трансмиссии экспериментального тяжелого танка ЭКВ состояла из двух комбинированных двухрядных соосных бортовых редукторов с ленточными плавающими тормозами. Тормоза с накладками из феродо использовались для аварийного торможения танка, а также его удержания на спусках и подъемах во время стоянок. Передаточное число 235-килограммового бортового редуктора составляло 21. Система управления движением — дистанционно-контакторная. Контроллер управления и система реле служили для переключения тяговых электродвигателей при прямолинейном движении, повороте или торможении. Каждый электродвигатель управлялся отдельной рукояткой контроллера механиком-водителем. Контроллер имел десять контакторов. Четырьмя контакторами обеспечивалось реверсирование сериесной обмотки возбуждения при переключении на задний ход или при торможении передним ходом.
Двумя контакторами осуществлялось переключение электродвигателя с последовательного соединения на параллельное. Три контактора подключали к двигателю тормозные реостаты при торможении, а также замыкали отдельные ступени реостатов. Один контактор был предназначен для ослабления возбуждения двигателя во время торможения. Катушки контакторов при различных положения рукоятки включались контроллером управления. Когда обе рукоятки управления переводились в нулевое положение, оба тяговых электродвигателя отключались от генератора. Для начала движения танка вперед нужно было запустить дизель и передвинуть обе рукоятки вперед или на третью позицию, в случае если двигатели соединены последовательно (данная позиция использовалась при реализации больших тяговых усилий танка), или сразу до конца на шестую позицию, если двигатели соединялись параллельно. При движении вперед нормальной являлась шестая позиция. Механик-водитель после установки рукояток нажимал педаль подачи топлива. В дальнейшем от механика-водителя никаких других операций во время движения по прямой не требовалось, система управления приспосабливалась к условиям движения автоматически, изменяя в зависимости от изменения сопротивления движению при неизменном режиме работы дизеля скорость. Для поворота машины нужно было передвинуть соответствующую рукоятку контроллера на себя. При этом правый или левый тяговый электродвигатель отключался. При нахождении на первой задней позиции рукоятки контроллера к тяговому электродвигателю отстающего борта подключался реостат, двигатель обеспечивал электрическое торможение. В случае крутого поворота или недостаточного тормозного момента рукоятка передвигалась дальше назад. Тормозное сопротивление на второй задней позиции уменьшалось, отчего тормозной момент увеличивался. Оба электродвигателя на третьей задней позиции соединялись последовательно с включенной ступенью тормозного сопротивления, при этом тормозной момент и ток снова увеличивались. Ступень тормозного реостата на четвертой задней позиции замыкалась накоротко, отчего на обоих электродвигателях момент и ток возрастали еще больше. Электродвигатель отстающего борта при установке рукоятки контроллера на последнюю пятую заднюю позицию вращался назад, обеспечивая, таким образом, поворот танка ЭКВ вокруг оси. При установке на третью или четвертую заднюю позицию рукоятки управления отстающего электродвигателя во время поворота осуществлялась рекуперация мощности от отстающего на забегающий электродвигатель. Если механик-водитель при движении танка отпускал педаль подачи топлива, но обе рукоятки управления находились на второй или первой задней позиции, то к тяговым электродвигателям подключались реостаты, тормозя танк. На четвертой или третьей задней позиции осуществлялось торможение двигателей при помощи и дизеля, и реостатов.
Чем дальше назад были продвинуты рукоятки контроллера, тем интенсивнее осуществлялось торможение. При установке на пятую заднюю позицию обеих рукояток контроллера, происходило движение танка назад. При этом во время движения танка ЭКВ задним ходом торможение и поворот осуществлялись аналогичным способом, как во время движении вперед, только вперед передвигали или одну рукоятку (для поворота) или обе (для торможения). Без контактного управления невозможным было бы размещение электромеханической трансмиссии в серийном танке КВ-1. Правый и левый тормоза бортовых редукторов управлялись с помощью педалей независимо друг от друга. Для стоянки на спусках и подъемах приводы обоих тормозов блокировались с помощью общего рычажного фиксатора. Ходовая часть танка от ходовой части танка КВ-1принципиально не отличалась.
Электрооборудование танка было выполнено по однопроводной схеме, с напряжением бортовой сети 24 В. В танке ЭКВ были установлены четыре 12-вольтовые аккумуляторные батареи 6СТЭ-144, соединенные последовательно-параллельно. Емкость всех батарей составляла 288 А/ч. Зарядка аккумуляторных батарей осуществлялась от двух генераторов ГТ-4563А (мощность каждого 1 кВт) устанавливавшихся на дизеле.
В носовой части корпуса для внешней связи устанавливалась радиостанция 71-ТК-З. Внутренняя связь осуществлялась по средствам танковых переговорных устройств ТПУ-4. Большая масса агрегатов электромеханической трансмиссии привела к тому, что боевая масса танка ЭКВ увеличилась до 52 тонн. Конструкция релейной и контакторной систем управления была ненадежной и очень громоздкой. В случае, если из строя выходил хотя бы один контактор или реле, танк останавливался или терял управление.
Основным вооружением экспериментального тяжелого танка ЭКВ являлась 76,2-миллиметровая пушка ЗИС-5. Орудие устанавливалось в башне на цапфах и было полностью уравновешено. Сама башня с орудием также являлась уравновешенной: центр масс башни располагался на геометрической оси вращения. Углы вертикальной наводки пушки ЗИС-5 составляли от −5 до +25 градусов. Выстрел производился посредством электроспуска или ручного механического спуска.
Боекомплект пушки составлял 114 выстрелов. Боеукладка размещалась в боевом отделении вдоль обоих бортов и в башне танка.
На танке ЭКВ, как и на КВ-1С было установлено три пулемета ДТ калибра 7,62 мм: один спаренный с орудием, а также кормовой и курсовой в шаровых установках. Общий боекомплект пулеметов ДТ составлял 3000 патронов. Данные пулеметы устанавливались таким образом, что при возникновении необходимости они снимались с установок и использовались вне танка. Вероятно, для самообороны экипажа предусматривалось использование ручных гранат Ф-1.
Технические характеристики танка ЭКВ:
Боевая масса — 52 тонны.
Экипаж — 5 человек.
Броня — противоснарядная.
Мощность двигателя — 600 л.с. (441 кВт).
Максимальная скорость — 36,7 км/ч.
Вооружение:
Пушка — калибр 76,2 мм.
Пулеметы — 3 калибра 7,62 мм.
|
