Автопром СССР:уникальные вездеходы ЗИЛ

Сегодня почти не говорят о достижениях отечественного автостроения и тем более о его превосходстве над западным. А между тем в нынешнем году исполняется 65 лет с момента образования Специального конструкторского бюро ЗИЛ, разработки которого на многие десятилетия предопределили развитие транспортной техники высокой проходимости.

В истории отечественного автопрома СКБ ЗИЛ — явление совершенно неординарное, а созданные ее специалистами изделия, многие из которых иначе как шедеврами не назовешь, по своему уровню опережали лучшие зарубежные аналоги. Более того, идеи, воплощенные в конструкции серийных и опытных образцов, стали мощным импульсом в ускорении прогресса внедорожной техники, в то время как уникальная школа проектирования, изготовления и испытания вездеходов послужила неиссякаемым источником вдохновения для грядущих поколений автомобильных инженеров.

Первенец СКБ ЗИЛ — артиллерийский тягач ЗИС-Э134 (1955 г.).

ДОГНАТЬ И ПЕРЕГНАТЬ

Главной причиной появления СКБ на тогда еще ЗИСе в июле 1954 года стало отставание СССР в сфере внедорожной армейской техники от противников по «холодной» войне. Сотрудники молодого коллектива, возглавляемые выдающимся инженером, исследователем, новатором, да к тому же дважды лауреатом государственной премии Виталием Андреевичем Грачевым, понимали, что гарантией успеха являются новаторский подход и опора на достижения отечественной науки. Вообще, фирменным стилем СКБ стали слова «первые» и «впервые».

Амфибия ЗИЛ-135Б с двумя двигателями и бортовой раздачей мощности (1958 г.).

Виталий Грачев впервые в мировой практике ввел понятие профильной проходимости (в дополнение к опорной), разработал теорию, методику и практику преодоления препятствий (рвы, ямы, окопы, уступы, водные преграды, подъем крутизной до 40°, выход из воды на крутой берег, спуск крутизной до 45°, устойчивое движение с боковым креном до 30° и др.). Чтобы резко поднять проходимость транспортной техники, повысить ее средние скорости движения по бездорожью и улучшить маневренность, в СКБ реализовали множество нетрадиционных решений.

ЗИЛ-132Р, оснащенный арочными шинами (1960 г.).

Грачевцы опробовали (построили, испытали, изучили) практически все существующие виды движителей: шины со сверхнизким давлением и вакуумированные, пневмокатки, пневмокатковые гусеницы типа «Эйролл» (ПКЦ-1, ЗИЛ-3906), роторно-винтовые (ШН-67, ШН-68, ЗИЛ-4904, ЗИЛ-2906, ЗИЛ-29061), лыжно-катковые движители конструкции А. М. Авенариуса (ГАЗ-47 АМА).

ЗИЛ-135Л со стеклопластиковой кабиной, опереньем и топливными баками (1962 г.).

Колеса имели максимально возможные по компоновке размеры. Шины отличались малослойностью, развитыми грунтозацепами, регулируемым внутренним давлением (0,4–2,5 кгс/см2), недогруженностью (на 30–40%), применением клапанов быстрого заполнения и выпуска воздуха, а также использованием воздушных редукторов постоянного давления.

Снегоболотоход ЗИЛ-Э167 со стеклопластиковым салоном. Двигатели находились сзади (1963 г.).

У симметричных колесных схем 1–1–1 (для машин 6х6) и 1–2–1 (для машин 8х8) поворотными делали передние и задние колеса. Это повышало маневренность и сокращало число колей на грунте при повороте, причем передние и задние колеса обычно шли по общим колеям. Управляемые колеса поворачивались на половинный угол (15–17°) при том же радиусе поворота, что облегчало компоновку машины с шинами большого диаметра и повышало надежность работы колесных карданных шарниров. Для повышения устойчивости движения по шоссе ввели запаздывание поворота задних колес (после поворота передних на 5–6°). Отработали систему гидравлической кинематической связи передних и задних управляемых колес с автоматической коррекцией рассогласования.

Амфибия ЗИЛ-135П с несущим стеклопластиковым кузовом — обладатель мирового рекорда скорости на воде (1965 г.).

Для повышения проходимости стремились обеспечить максимально большой дорожный просвет (на снегоболотоходе ЗИЛ-Э167 — 852 мм), абсолютно гладкое плоское днище машин с передним наклонным «въездным» листом.

С 1956 года практически на всех образцах СКБ ЗИЛ устанавливались бесступенчатые коробки передач, обычно гидромеханические (ГМП) со встроенным планетарным демультипликатором. Первую такую ГМП установили на ЗИЛ-135Е. Грачев считал, что бесступенчатые трансмиссии с безразрывным подводом мощности к колесам являются обязательной принадлежностью автомобилей-вездеходов.

Поисково-эвакуационная установка ПЭУ-1 — наземный спутник космонавтов (1966 г.).

На машинах 6х6 с одним двигателем использовался блокируемый вручную межбортовой дифференциал, на машинах 8х8 — бездифференциальный привод (кроме электрохода ЗИЛ-135Э), когда колеса каждого борта приводил в движение свой силовой агрегат. Число межколесных самоблокирующихся дифференциалов минимизировали или вообще отказывались от них из-за неэффективности работы этих механизмов на ранних машинах СКБ с мостовым приводом (ЗИС-Э134, макетные образцы №2 и №3, ЗИЛ-134, ЗИЛ-157Р).

Оправдали себя нецентральные (двухвальные) колесные редукторы. Такое решение значительно облегчило подбор передаточных отношений, подвод воздуха к шинам и тормозной жидкости к герметичным тормозным механизмам. Поэтому планетарные колесные редукторы в СКБ не применялись. С 1972 г. на всех грачевских машинах использовалась межбортовая раздаточная коробка с блокируемым цилиндрическим дифференциалом и входящим в тот же блок планетарным 2‑ступенчатым демультипликатором.

Макетный образец ЗИЛ-135 МШ — предвестник многоопорных транспортных машин (1967 г.).

СТАВКА НА ПРОГРЕСС

Испытывались и другие виды бесступенчатых трансмиссий. Для ЗИЛ-135В (ВПУ 9П116) в 1962 году создали электротрансмиссию с мотор-колесами. Генератор приводил газотурбинный двигатель. Три года спустя появился вездеход ЗИЛ-135Э 8х8 полной массой 24 тонны с гибридной трансмиссией. Электромотор-колеса впервые в мире оснастили оригинальными двухступенчатыми планетарными редукторами с поперечным расположением электродвигателей. В 1978 году испытали пневмогусеничный вездеход ЗИЛ-3906 с бортовой гидрообъемной трансмиссией, не имеющий аналогов и ныне.

Колеса снабжали только независимой торсионной подвеской с мощными гидроамортизаторами. На автомобилях 8×8 с колесной схемой 1–2–1 подвеску средних колес считали необязательной, причем в этом случае выигрыш в массе достигал 1,5 тонны. Провели исследования, чтобы совсем отказаться от подвески колес, учитывая высокую упругость шин. Это исключало копирование колесами профиля грунта с неизбежными потерями, обеспечивало устойчивое движение по снегу и болоту, снижало массу машины. Недостаток такой схемы (особенно у короткобазных машин) — наличие двух режимов продольного резонанса (раскачивания машины). Тем не менее изготовили несколько бесподвесочных вездеходов (ЗИЛ-132, ЗИЛ-136, ЗИЛ-135Б, ЗИЛ-135Е, ЗИЛ-135К), которые вполне себя оправдали.

Амфибия ЗИЛ-5901, оснащенная алюминиевым краном и дисковыми тормозами (1970 г.).

В СКБ смело штурмовали неизвестность. Например, у бесподвесочного ЗИЛ-135К (1961 г.) пару двигателей впервые разместили в переднем свесе под кабиной. Для повышения плавности хода задние мосты ЗИЛ-131 оборудовали пневматической регулируемой подвеской. Другой опытный образец на базе ЗИЛ-131 (1989 г.) снабдили комбинированным движителем (ведущие колеса и воздушная подушка). Для этого грузовик оснастили гибкой подъемной юбкой, укрепленной по периметру, и размещенным в кузове дополнительным мотором, приводящим вентиляторную установку, находящуюся там же. На первых машинах СКБ устанавливали барабанные герметичные тормозные механизмы (в последующем — с автоматическим регулированием). В 1970 г. амфибию ЗИЛ-5901 впервые в мире оснастили открытыми вентилируемыми дисковыми тормозами, установленными на быстроходных валах трансмиссии, хорошо защищенными от грязи (расположены обычно внутри корпуса) и очень эффективными (для их работы не нужны усилители). Привод — гидравлический с пневмопружинным стояночным тормозом. Усовершенствованная конструкция позже использовалась на ЗИЛ-4906, ЗИЛ-49061, ЗИЛ-132К, ЗИЛ-4972, ЗИЛ-4973, ЗИЛ-4975. Кроме того, крановую установку впервые изготовили из алюминиевых сплавов, это решение в дальнейшем применили на ЗИЛ-4906.

На шнекоходы ЗИЛ-29061 впервые в стране (на вездеходах) пробовали устанавливать по два роторно-поршневых двигателя Ванкеля (ВАЗ-311 и ВАЗ-411) мощностью по 70 и 150 л. с. Для легких (полной массой до 3,4 т) и малогабаритных машин их применяли из-за хорошей динамики разгона, малой удельной массы и компактности.

Несущие сварные рамы, вначале изготавливавшиеся из стали 30Т, были предельно легкими и рациональными. Позже, с 1966 года, стали использовать сварные рамы из П-образного проката (400×100 мм), изготовленного из прочных алюминиевых сплавов.

К НОВЫМ РУБЕЖАМ

В 1960 году в СКБ начались широкомасштабные работы по применению пластмасс в силовых конструкциях автомобилей: кабин, топливных баков, корпусов плавающих машин, ободьев колес, бамперов, торсионов и даже сотовых рам. Для этой цели на ЗИЛе организовали первый в автопроме СССР производственный участок стеклопластиков.

Большинство грачевских машин были плавающими, их гидродинамику довели до совершенства. Достаточно сказать, что 20‑тонная 13,8‑метровая бесподвесочная амфибия ЗИЛ-135П (1965 г.) с бортовым приводом колес выдерживала 5‑балльный шторм, могла идти среди плавающих льдов, а на спокойной воде развивала скорость 16,4 км/ч — не побитый до сих пор мировой рекорд для машин этого весового класса. Пропульсивный КПД достигал 0,48, а у современных зарубежных амфибий КПД не более 0,24, обычно до 0,15. В СКБ родилась идея: для полной герметизации подводных агрегатов нагнетать в их корпуса воздух под давлением 0,4 атм. За рубежом к такому решению пришли только через 10–15 лет.

В 1967 году изготовили действующий макет «Ш» (ЗИЛ-135МШ), которому предстояло стать предвестником многоопорной транспортной машины для перевозки отдельных блоков ракетной системы Н-1 в рамках программы полетов на Луну. Машина оснащалась двумя двигателями ЗИЛ-375Я, передними опорно-поворотными стойками самолетного типа с регулируемой гидропневматической подвеской, оригинальной аналоговой чисто электрической следящей системой управления и мотор-колесами, поворачивающимися на 90˚. Эта модель, опередившая западные разработки, открывала путь к созданию самоходной платформы особо высокой грузоподъемности для перевозки тяжеловесных неделимых грузов — прообраза современных устройств такого типа.

В изделиях СКБ ЗИЛ соблюдалась высокая весовая культура, что связано с жесткими требованиями к авиатранспортировке и водоплаванию. Широко применялись алюминиевые, магниевые и титановые сплавы. Например, шнекоход ЗИЛ-29061 на 80% сделали из алюминия.

Все самые последние достижения отечественной промышленности непременно испытывались на изделиях СКБ — предпусковые подогреватели, независимые системы отопления и кондиционирования, системы пневмоэлектрического и гидропневматического управления и т. д.

На амфибии СКБ ЗИЛ установили реактивные двигатели в качестве ускорителей для преодоления сложных препятствий. Сначала это был ЗИЛ-132П с двигателем ВК-1, в 1984 г. появилась ПЭУ-1Р с двигателем АИ-25. Благодаря дополнительной тяге удалось повысить проходимость вездехода, особенно при выходе из воды на берег. Полученный опыт позволил приступить к созданию ЗИЛ-49061Р, предназначенного для поиска и эвакуации космонавтов с места их приземления. Помимо реактивного, вездеход решили оборудовать двумя роторно-поршневыми двигателями и гидрообъемной трансмиссией, а также современными системами связи, навигации, пожаротушения и т. д. К сожалению, работы по этой очень перспективной машине так и не удалось завершить.

Немало других интересных проектов реализовали в СКБ. Провели испытания автоматизированных автомобильных поездов ЗИЛ-135КП (1969 г.), оснащенных авиационным автопилотом АП-52М и централизованной системой, вездехода ЗИЛ-49061ГОТ «Гидроход» (2003 г.) с гидрообъемной трансмиссией. Велись работы над бесшатунными двигателями Баландина, выпускали разнообразную прицепную и коммунальную технику, пожарные автомобили, штабные автобусы, автоэвакуаторы и др.

Источник: 5koleso.ru

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

Вы должны быть авторизованы, чтобы разместить комментарий.