Postojeći vojni zahtjevi za lakim borbenim vozilima, koja se mogu prevoziti zračnim putem, traže smanjenu težinu i veličinu njihovih komponenata. Među tim komponentama motor zbog težine i veličine čini jednu od važnijih stavki

Konstruiranje i proizvodnja laganih i vrlo kompaktnih motora specijalnost je njemačke tvrtke MTU iz Friedrichshafena, vodećeg proizvođača vojnih dizelskih motora. Zadnji vrhunski proizvod tvrtke je motor serije 890 – kompaktni motori velike snage koji su vidljivo laganiji i manji u odnosu na konkurenciju. To je pogotovo uočljivo u odnosu na prethodne serije ugrađene u borbena vozila. Zbog tih se značajki motori serije 890 razmatraju kao opcija za ugradnju u buduće američke (FCS) i britanske (FRES) borbene platforme. Jedan iz serije bio je prerađen za buduće njemačko borbeno vozilo pješaštva Puma.
Serija 890 četvrta je generacija MTU-ovih dizelskih motora projektiranih za ugradnju u borbena vozila, a njegov je razvoj utemeljen na bogatom i respektabilnom iskustvu koje traje od sredine 50-ih godina prošlog stoljeća. Prvu generaciju predstavlja MB 838, V-10 motor snage 830 KS (610 kW) koji pokreće tenk Leopard 1 – najmnogobrojniji zapadnoeuropski tenk tijekom 1970-ih, koji se još uvijek rabi diljem svijeta. Glavni predstavnik druge generacije bio je MB 873, V-12 motor snage 1500 KS (1100 kW) razvijen za tenk Leopard 2 i proizvođen tijekom 80-ih i 90-ih godina prošlog stoljeća. U početku se Leopard 2 proizvodio samo za Njemačku, Nizozemsku te Švicarsku. No tijekom vremena došlo je do restrukturiranja i smanjivanja snaga u Njemačkoj i Nizozemskoj pa je dio njihovih Leoparda 2 kao višak ponuđen zainteresiranim kupcima po prosječnoj cijeni od oko 500 000 eura. To je u mnogim državama ocijenjeno kao izvrsna ponuda pa su polovne Leoparde 2 nabavili Austrija, Norveška, Finska, Poljska, a nedavno je i Grčka odlučila, uz kupnju novih kupiti i polovne tenkove. Tako je Leopard 2 efektivno postao neslužbeni europski standardni tenk.

Slijedeći je motor MB 871, iz iste serije kao MB 873. Riječ je o motoru V-8 snage 1200 KS (882 kW) koji je licencno proizveden u Južnoj Koreji kako bi pokretao njihove tenkove tipa K-1, a također je poslužio kao model za 150 HB, motor proizveden u Kini za njihov najmoderniji tenk Type 98 koji se uvodi u postrojbe kineske narodno oslobodilačke vojske.
Treća generacija motora počela se razvijati sredinom 60-ih godina prošlog stoljeća kao privatni razvojni projekt MTU-a. Projekt je nastao kao odgovor na očekivane zahtjeve za puno kompaktnijim tenkovskim motorima. Prvi i najvažniji iz te generacije bio je MT 883, motor tipa V-12 snage 1500 KS (1100 kW), koji se pojavio 1979. MT 883 je bio važan tehnološki proboj i donio je motor velike snage spremljen u znatno manje dimenzije. Volumen motora MT 883 je 35% manji nego najkompaktniji stroj za tenk proizveden do tada. Od tada se MT 883 razvijao i dalje kako bi se njegove dobre konstrukcijske značajke maksimalno iskoristile. Postao je baza za Euro Power Pack, te se ugradio u posebnu inačicu francuskog tenka Leclerc koji se 90-ih godina prošlog stoljeća proizvodio za Ujedinjene Arapske Emirate. Tvrtka General Dynamics Land Systems je, sredinom 90-ih, na vlastitu inicijativu također probno ugradila Euro Power Pack u američki tenk M1A2 Abrams umjesto standardne plinske turbine AGT-1500, čime se dobilo 950 mm slobodnog prostora i uz to dvostruko smanjila potrošnja goriva koja je kod plinskih turbina vrlo visoka. Unatoč tome, američka vojska ostaje na plinksoj turbini i nastavlja s razvojem modela General Electric/Honeywell LV-100-5 za modernizaciju tenkova M1.

Posebna inačica MT 883 s prednabijačem zraka razvija maksimalnih 2740 KS (2016 kW) te je bila predviđena za ekspedicijsko borbeno vozilo (EFV, napredno amfibijsko borbeno vozilo) koje je bilo razvijeno za američki marinski korpus (USMC). Motor MT 883 također je bio odabran za zadnju, inačicu izraelskog tenka oznake Merkava 4. Ta se inačica proizvodi u SAD-u u tvrtki General Dynamics pod nazivom GD 883. MT 883 također je odabran za pogon novog južnokorejskog tenka XK-2.

Serija 890

Četvrta generacija, odnosno serija 890 potječe od američke inicijative Blue Ribbon Committee iz 1995. godine u kojoj se razmišlja o mogućnostima novog kompaktnog motora velike snage (velika snaga po gustoći). Dvije godine kasnije, tvrtka MTU izlazi s konceptom za takav motor. Nakon studija o izvedivosti, te o vlastitom trošku, godine 2000. se odlučuje o razvoju novog motora koji postaje serija 890.
Projektni ciljevi za seriju 890 bili su: dvostruko smanjiti specifičnu težinu i volumen od one u modelu MT 883, koji je i inače bio lakši i manji u odnosu na svoju snagu nego svi raniji motori za borbena vozila. Kad se krene s tako ambicioznim ciljevima rezultat mora biti napredan motor kojem će konkurencija gledati u leđa. Motor se ponekad naziva i HPD (High Power Density odnosno motor velike snage i malih dimenzija). Serija 890 je tako lagana i kompaktana da je brzo postala zanimljiva mnogim vojskama koje razvijaju novu generaciju lakih oklopnih borbenih vozila. To se odnosi na programe kao što su američki FCS (Future Combat Systems – obitelj budućih borbenih vozila) koji bi tako znatno uštedio na masi što olakšava transport pomoću aviona C-130. Posljedica toga bio je ugovor iz 2002. između američke tvrtke Detroit Diesel Corporation i tvrtke MTU (obje tvrtke su dio velikog američko-njemačkog koncerna DaimlerChrysler) te tenkovskog zapovjedništva američke kopnene vojske (TACOM) za izradu dva prototipa 6V inačice motora. Prvi prototip bio je završen potkraj 2003. i na testovima je postigao specificiranu maksimalnu snagu od 550 kW (747 KS). Maksimalni okretni moment iznosi 1235 Nm na 4250 okretaja u minuti. Masa motora, bez goriva i maziva, iznosi 470 kg.
Slijedeće je godine TACOM-ov ugovor proširen dodatnim zahtjevom za inačicom 4L: to je 4-cilindarsi redni motor. Dijelovi za njega već su bili izrađeni pa je MTU odlučio da se izrade dodatna dva 4L motora o trošku tvrtke. U međuvremenu MTU je također dobio ugovor za 10V inačicu za budući njemački BVP Puma. Snaga motora iznosi 800 kW (1087 KS), okretni moment je 2070 Nm na 4250 okretaja u minuti. Masa motora (suha) iznosi 860 kg. Prvi prototipovi tih motora već su sastavljeni u MTU-ovim pogonima u Friedrichshafenu, a nakon toga će se nastaviti izrada probne serije od sedam motora.

Visoka specifična snaga

Izlazna snaga motora 6V MT 890 iznosi maksimalnih 550 kW što rezultira specifičnom izlaznom snagom od 91,7 kW/dm3, a to je dvostruko više nego kod motora MT 883, te je vidljivo veća od bilo kojeg dizelskih motora za borbena vozila. Isti specifična snaga očekuje se i kod inačice 4L (MT 898) što znači kako unatoč smanjenom radnom volumenu na samo 4,44 litre, može dati maksimalnu izlaznu snagu od 410 kW ili 560 KS.

Visoka specifična izlazna snaga serije 890 upotpunjena je malenom specifičnom težinom od oko 1kg/kW koja je niska kao kod visokoprednabijenog MT 883 u EFV-u američkog marinskog korpusa. Još su važnije malene dimenzije motora što rezultira odnosom snaga/volumen većim od 1200 kW/m3. Slijedeća mjera malenih dimenzija motora je i ukupna širina (samo 455 mm) linijske verzije MT 898 čime je omogućena ugradnja u manji prostor borbenih vozila, što rezultira dodatnim slobodnim prostorom u trupu vozila za posadu i opremu.
Malene ukupne dimenzije motora rezultat su kombinacije visoke specifične izlazne snage s visokointegriranim mehaničkim dizajnom. Zadnja stavka je proizvod visokog prosječnog efektivnog tlaka (koji dostiže maksimalnih 26 bara) i velike brzine gibanja klipa (15,2 m/s) pri maksimalnom broju okretaja od 4250 u minuti. To se odnosi na sve motore iz serije 890, koji imaju isti hod klipa od 107mm, iako je najmanji redni 4L MT 898 malo različit od ostalih te ima cilindar promjera 115 mm umjesto 109 mm.
Visoki srednji efektivni tlak je rezultat visokog stupnja učinkovitosti turbo punjača s odnosom tlakova od 4,5:1 i ulaznim krilcima prema unutarnjim radijalnim turbinama, koja se mogu rotirati kako bi se povećao okretni moment pri niskim okretajima motora. Motori su opremljeni posljednjom inačicom common rail sustavom ubrizgavanja goriva koji omogućava tlak ubrizgavanja od 1800 bara i osigurava malu potrošnju goriva i nisku emisiju ispušnih plinova. Rad motora i učinkovitost nadziru se automatski a mogući problemi dijagnosticiraju pomoću naprednog elektroničkog upravljačkog sustava.
Oblik serije 890 je naglašeno kompaktan, što je rezultat visoke integracije komponenti te reduciranje veličine samih motora. To su 4-taktni motori, hlađeni vodom, s mokrim cilindrima, odvojenim glavama cilindara te aluminijskim kućištem koljeničastog vratila, a kod V motora kut između dva reda cilindara je 90 stupnjeva. Različite komponente koje su bile izvan prijašnjih motora ovdje su ukomponirane u kućište pa tako serija 890 postaje manja i lakša. Ulazni razvodni kanali te cijeli sustav podmazivanja, uključujući i pumpu za ulje, izmjenjivač topline i filter također su uklopljeni u kućište čime su sve slobodne šupljine na stranama korisno uporabljene. Visina motora je smanjena upotrebom vrlo plitkog suhog korita od lijevanog aluminija. a koje pak sadrži kanale za optok ulja pa zato nema potrebe za dodatnim cjevovodima.

Vidljivi doprinos na redukciju težine i volumena također je izveden odvajanjem posebno izrađenog i izvana montiranog pokretačkog motora i alternatora te uporabom pokretačkog generatora (integriranog na radilici) s permanentnim magnetom. Njihova veličina ovisi o vrsti prijenosnika koji se rabi na određenom motoru. Na primjer, MT898 može biti opremljen pokretačkim generatorom snage 20 kW ako se rabi u kombinaciji s mehaničkim mjenjačem, ili 410 kW ako se koristi sa električnim ili elektro-mehaničkim mjenjačem odnosno u slučaju hibridnog dizel-električnog pogona.

Hibridni dizel-električni koncept

Tvrtke MTU i Renk Transmission Company rade na novom i veoma obećavajućem hibridnom dizel-električnom sustavu. To omogućuje neke prednosti električnih pogonskih sustava bez uporabe električnih prijenosnika ali zadržavajući učinkovitost i cijenu mehaničkog prijenosna.
Glavna odlika toga sustava je umetanje motor-generatora između pogonskog motora i mehaničkog prijenosnika (mjenjača) te ugradnja električne spojke kojom se može odvajati motor-generator od mjenjača ili od pogonskog motora.
Kada je motor-generator odvojen (spojkom) od prijenosnika, snaga motora mogla bi se uporabiti za generiranje električne energije za uporabu trošila izvan vozila. To bi moglo znatno reducirati broj mobilnih generatora te na taj način smanjiti zahtjeve za logističkom potporom u tom smislu. Sposobnost vozila s električnom transmisijom u svrhu proizvodnje električne energije je važan argument u njihovom odabiru, ali otvaraju se i brojne druge mogućnosti.
Alternativno, kada je motor-generator odvojen (spojkom) od motora, a motor ugašen, tada se vozilo može kretati vrlo tiho pogonjeno strujom iz odgovarajuće akumulatorske baterije. Sposobnost borbenih vozila s tihim pogonom na akumulatorske baterije važan je argument u odabiru hibridnih električnih pogona.
Ako su motor i prijenosnik (transmisija) povezani spojkom, energija akumulirana u baterijama može se uporabiti za napajanje motor-generatora kako bi se dodatno pojačala izlazna snaga samog motora i postigla bolja terenska pokretljivost i slično. Ta je sposobnost još jedan od argumenata u odabiru vozila s hibridnim dizel-električnim.

Marijo PETROVIĆ