Автомобили для бездорожья. «Малый шнек»
В качестве машины сверхвысокой проходимости для поисково-спасательного комплекса «490» (см. Автомобили для бездорожья. «Синие птицы») в соответствии с результатами исследований 1966-1972 гг. был выбран снегоболотоход с роторно-винтовым движителем, который одинаково хорошо и с высокой скоростью мог бы преодолевать снежный покров любой глубины и болото с полыньями.
Малые размеры машины (длина 3,8 м, ширина 2,3 м) были обусловлены габаритами грузового отсека колесного вездехода ЗИЛ-4906, на котором ее предполагалось доставлять к месту работы. По проекту, ЗИЛ-4906 перевозил снегоболотоход в своем грузовом отсеке до тех пор, пока мог двигаться. Когда местность становилась непроходимой, шнекоход с помощью штатной крановой установки сгружался на грунт. Дальше он самостоятельно продолжал поиск спускаемого аппарата (СА), эвакуировал космонавтов и буксировал СА на гибкой сцепке до колесных машин комплекса «490».
Предварительная компоновка шнекохода, получившего заводское обозначение ЗИЛ-2906 была выполнена Ю.И. Соболевым и А.П. Селезневым 20 августа 1973 г. С целью максимального снижения массы и простоты конструкции нового вездехода для него решили использовать два двигателя МеМЗ-967А воздушного охлаждения мощностью по 37 л.с. от легкового автомобиля «Запорожец», которые с помощью агрегатов трансмиссии должны были приводить в движение каждый свой шнек. В открытой пассажирской кабине предусматривались сидячие места для двух членов экипажа и два лежачих места для космонавтов.
11 января 1974 г. состоялся техсовет по комплексу «490», на котором была утверждена принципиальная схема снегоболотохода ЗИЛ-2906. Начались конкретные проработки узлов и агрегатов.
25 июня Ю.И. Соболев, Л А Кашлакова, В.О. Нифонтов, НА Егоров и В А Костылев были откомандированы на Запорожский автозавод, а А.П. Селезнев — на Мелитопольский моторный завод для согласования вопросов установки двигателя на шнекоход, организации систем питания, охлаждения и обслуживания двигателей в моторном отсеке.
6 января 1975 г. заместитель министра автопрома Е.А. Башинджагян подписал письмо в Мелитополь на получение двух двигателей для ЗИЛ-2906. Началось изготовление агрегатов машины. 11 июля за процессом сборки комплекса «490» (в том числе шнекохода ЗИЛ-2906) в СКБ ЗИЛ наблюдали заместители министра автопрома П.Я. Лисняк и Е.А. Башинджагян, начальник главного управления по производству спецтехники Министерства автопрома Савельев, директор завода П.Д. Бородин и другие. 23 июля шнекоход был готов.
Над созданием снегоболотохода ЗИЛ-2906 трудились: конструкторы ВА Грачев, Ю.И. Соболев, А.П. Селезнев (ведущий конструктор), В.Я. Горин, Л.А. Кашлакова, В.О. Нифонтов, Н.А. Егоров, ВА Костылев; испытатели В.Б. Лаврентьев, В.Г. Иванов (ведущий испытатель), А.И. Алексеев, Ю.П. Федин, Н.М. Балин, В.М. Перепелкин, А.И. Нестеров, В.А. Столяров; водители-испытатели С.С. Уралов, А.Н. Гладких, Ю.В. Жигачев, B.C. Буянкин.
Краткое описание конструкции
Снегоход получил компоновку с передним расположением открытой пассажирской кабины и задним размещением двигателей. В качестве движителя в нижней части корпуса были смонтированы два полых ротора (или шнека), оснащенных винтовым грунтозацепом с углом наклона винтовой линии 39°. Благодаря полой герметичной водоизмещающей конструкции шнеки прекрасно держали машину на плаву, так что кабина и моторный отсек находились выше ватерлинии.
Сразу за пассажирской кабиной находился моторный отсек, в котором в ряд были установлены два V-образных 4-цилиндровых двигателя МеМЗ-967А. К каждому двигателю были прифланцованы одводисковое сцепление, планетарный механизм, играющий роль двухступенчатой коробки передач, и трехступенчатая вальная диапазонная коробка передач, причем коробки передач были повернуты относительно двигателя на 45°. К заднему торцу коробки передач крепился механизм реверса, обеспечивающий движение шнекоходу назад на всех передачах переднего хода.
С помощью карданной передачи крутящий момент передавался на бортовой редуктор, который, в свою очередь, приводил во вращение шнековый движитель. Для поступательного движения вперед левый и правый шнеки должны были вращаться в разные стороны, отбрасывая с помощью грунтозацепа среду, в которой движется машина, под корпус или в сторону. Испытания показали, что для уверенного перемещения по снегу лучше, когда шнеки отбрасывали снег в сторону от машины. На воде или на болоте, наоборот, более устойчивое движение наблюдалось при отбрасывании воды или болотной жижи под корпус.
Пассажирская кабина — открытая, четырехместная, вмещала экипаж и двух лежачих пассажиров. Корпус — несущий, водонепроницаемый, сварной. Отопление кабины осуществлялось независимым воздушным отопителем. В кабине размещалась радиостанция УКВ-ДЦВ «Пеликан», переносной пеленгатор НКПУ-1, магнитный компас КИ-13, носилки, набор медицинских шин, два спасательных жилета, лопата, топор, пила, багор, буксирный фал, медицинская аптечка и огнетушитель ОУ-5.
Для запуска двигателей зимой служили два устройства для холодного пуска и переносной подогреватель.
Управление двумя двигателями осуществлялось с помощью руля и педалей. Когда водитель поворачивал руль в нужную сторону, происходило подтормаживание (уменьшение частоты вращения коленчатого вала) внутреннего по отношению к центру поворота двигателя, и машина поворачивала в сторону вращающегося с меньшей скоростью шнека. Управление сцеплением И переключением передач в коробках передач было синхронизовано. С помощью одного рычага одновременно переключались передачи в обеих коробках, причем делалось это заблаговременно — в зависимости от вида преодолеваемой среды.
Переключение передач планетарных механизмов левого и правого бортов осуществлялось в движении с помощью другого рычага. При нажатии на педаль газа одновременно увеличивалась частота вращения обоих двигателей, при этом руль не вращался.
Испытания
21 августа 1975 г. ЗИЛ-2906 начали обкатывать на воде на прудах рыбхоза «Нара». Почти сразу выявилось множество дефектов в работе мелитопольских двигателей. При движении по воде они работали на полную мощность, но недостаточно высокая максимальная скорость машины (10—12 км/ч) не давала возможности встречному воздушному потоку охлаждать их в нужном объеме.
В октябре снегоболотоход испытывался на болотах и спущенных прудах. И здесь двигатели проявили себя не лучшим образом. Развиваемой мощности, ввиду увеличившегося сопротивления, не хватало.
Двигатели часто выходили из строя. Для увеличения удельной мощности и повышения надежности машины было принято решение использовать два двигателя жидкостного охлаждения от автомобиля «Жигули».
Однако они не могли быть размещены без серьезной перекомпоновки в моторном отсеке ЗИЛ-2906 — фактически, надо было проектировать новую машину.
Тем не менее 17 марта 1976 г. шнекоход ЗИЛ-2906 вместе с машинами комплекса «490» отправился на зимние испытания в Рыбинск. Здесь он уверенно преодолевал 24°-ные подъемы и спуски, весьма проворно передвигался по заросшему лесом косогору с глубиной снега до 700 мм. В целом испытания прошли удачно.
16 апреля ЗИЛ-2906 направили в Звездный городок для показа космонавтам. При движении по озеру, покрытому снегом и льдом, он проломил корку льда, но благодаря большому дифференту на корму он не только не прекратил движение, а наоборот, устремился вперед, проламывая лед. Космонавты, в числе которых был А.А. Леонов, не смогли удержаться, чтобы не поучаствовать в испытаниях. ЗИЛ-2906 уверенно проделал еще несколько кругов по озеру.
С 28 июня по 30 июля 1976 г. ЗИЛ-2906 в составе комплекса «490» участвовал в южных климатических испытаниях в районе г. Каган. Здесь при температуре окружающего воздуха от +40 до +50°С он наработал более 230 моточасов в ходе испытаний на озере Дингьзкуль, преодолевая полуметровые волны горько-соленой воды. Здесь же шнекоход двигался по участкам, заросшим тростником высотой до 5 м и по солончакам, покрытым 2-3 мм коркой кристаллической соли, по зыбучим пескам с соленой коркой толщиной 3-4 мм и по песчаным барханам высотой до 4 м.
Наибольшая температура масла у двигателей (из-за повышенных оборотов) отмечалась при движении ЗИЛ-2906 на плаву — больше, чем на солончаках и в тростнике. Температура масла в двигателях не превышала +112°С (в правом) и +106°С (в левом), однако оба двигателя перегревались, детонировали после выключения зажигания. После этого они плохо заводились из-за образования бензопаровых пробок.
На испытаниях также проявилась недостаточная остойчивость машины. При повороте полностью загруженный шнекоход на скорости зарывался носом в воду в сторону поворота. Сломанный тростник наматывался на опоры бортовых передач и попадал в открытую кабину.
После испытаний ЗИЛ-2906 в течение месяца хранился под брезентом на базе «Чулково». В сентябре машина прошла освидетельствование. С обоих двигателей отслоилась краска, а их детали были покрыты слоем ржавчины. Воздушная заслонка карбюратора правого двигателя приржавела к корпусу карбюратора. Все оцинкованные детали были покрыты ровным слоем ржавчины. На поверхностях деталей, изготовленных из магний-алюминиевых и алюминиевых сплавов, наблюдались очаги коррозии. Контакты, клеммы и не имевшие изоляции участки электропроводки были покрыты ржавчиной. Оба стартера имели пробой изоляции обмотки стартера и реле включения стартера. Все шарнирные соединения тяг поворачивались со значительным усилием. Тяги и рычаги были покрыты солью. Алюминиевый корпус шнекохода, а также узлы, агрегаты и детали, имевшие контакт с соленой водой, оказались под тонким налетом соли, имелись очаги коррозии. Детали крепежа (головки шпилек, болты, гайки, шайбы) окислились и приржавели друг к другу. Ветровые стекла машины потеряли прозрачность из-за налета соли и рисок, полученных при протирании стекол.
О том, насколько важным в том момент являлось создание и серийное производство такого вездехода, можно судить только по одному эпизоду из истории поисково-спасательных частей. 16 октября 1976 г. при посадке корабля «Союз-23» (космонавты В.Д. Зу-дов и В.И. Рождественский) спускаемый аппарат приземлился на озеро Тенгиз, в 3-4 км от берега. Горько-соленая вода в озере не замерзла, а представляла собой месиво из мокрого снега и льда. Поиск осложняла начавшаяся пурга, сильный ветер и температура -20-22°С.
Неожиданно после посадки произошел несанкционированный отстрел крышки контейнера запасной парашютной системы. Парашют раскрылся, наполнился водой и как якорь пошел на дно, опрокинув спускаемый аппарат вверх дном. Через вентиляционные отверстия стала поступать вода, космонавты вынуждены были закрыть дыхательные отверстия, и доступ забортного воздуха практически прекратился. Космонавтам грозила смерть от удушья. ПЭУ, направившаяся к ним с берега, увязла в озере. Тонкий лед не удерживал машину и не давал плыть. Вертолет по инструкции не имел права буксировать аппарат с экипажем на внешней подвеске. Но опытные летчики Н.В. Кондратьев и О. Гудков умудрились со скоростью 7 км/ч отбуксировать спускаемый аппарат к берегу. Эта неудача ускорила работы по созданию аппарата сверхвысокой проходимости.
Зимние климатические испытания ЗИЛ-2906 в составе комплекса «490» проходили с 17 января по 2 февраля 1977 г. в районе Воркуты.
При температуре воздуха -35°С левый двигатель запустили через 45 мин после включения подогревателя, правый — спустя еще 10 мин. При температуре -ЗЗ°С, когда на машину установили теплые аккумуляторы, левый двигатель удалось запустить через 30 мин после включения подогревателя и еще через 10 мин заработал правый двигатель. Время от включения подогревателя до нагрева двигателей, готовых принять нагрузку, составило: 1 ч 15 мин — для левого двигателя и 55 мин — для правого двигателя при требуемых 30 мин по установленным нормам.
За время испытаний ЗИЛ-2906 наработал 3,24 моточаса, двигаясь по снежной целине в районе Медвежьих озер. Из-за низких температур и замерзания подшипников передней опоры шнеков движение осуществлялось только на 1-й передаче.
С 18 января по 26 февраля 1978 г. на снежной целине рыбокомбината «Нара» при температуре воздуха от -22 до -8°С прошли зимние сравнительные испытания шнекоходов ЗИЛ-2906, ПЭУ-3 (4904) и гусеничного транспортера ГАЗ-71. Глубина снега на рабочих участках составляла 350-550 мм. На 200-метровом мерном участке ЗИЛ-2906 на 2-й передаче в коробке передач и пониженной передаче в планетарном механизме развил скорость 13,3 км/ч, в то время как ПЭУ-3 показала максимальную скорость 10,5 км/ч, а ГАЗ-71 — 20,6 км/ч.
Средний расход топлива на мерном участке составил: у ЗИЛ-2906 при движении на прямой передаче — 17,8 л/ч, при движении на 2-й передаче в коробке передач и пониженной в планетарном механизме — 28,7 л/ч; у 4904 средний расход топлива на прямой передаче был равен 69,7 л/ч, у ГАЗ-71 — 55,2 л/ч.
С 24 июля по 11 августа 1978 г. проводились испытания ЗИЛ-2906 на управляемость и маневренность на болоте и открытой воде на прудах рыбхоза «Нара». К этому времени машину модернизировали. Рулевое управление заменили рычажной системой управления, когда каждый рычаг управлял двигателем и, соответственно, шнеком своего борта. Привод управления планетарным механизмом и диапазонными коробками не менялся.
Совместные испытания с гусеничным транспортером ГАЗ-71 показали, что на открытой воде ЗИЛ-2906 мог совершать маневр «змейка» с базой (расстоянием между центрами поворотов) 8 м, а ГАЗ-71 — только 16 м. Шнекоход был способен осуществлять на открытой воде маневр «восьмерка» с диаметром петли 12 м и базой между петлями 16 м; гусеничный транспортер повторить этот маневр не смог. ЗИЛ-2906 разворачивался на 360° со скоростью 26 град./с, в то время как у ГАЗ-71 скорость разворота составляла 2 град./с.
На открытой воде ЗИЛ-2906 увереннее всего двигался на 2-й передаче в коробке передач и прямой передаче в планетарном механизме; крутые повороты производились с применением реверса одного борта.
При движении по сплавине ЗИЛ-2906, так же, как и на открытой воде, совершал маневр «змейка» с базой 8 м, что для гусеничного вездехода было недоступно. Максимальная скорость ЗИЛ-2906 в этих условиях достигала 5,3 км/ч. Шнекоход свободно выбирался на сплавину, где совершал разворот на 360°. Гусеничному транспортеру ГАЗ-71 не всегда удавалось выбраться на сплавину. Нередко он терял подвижность, попадая в «окна» — участки сплавины со слабой несущей способностью.
На молодой сплавине (не выдерживающей вес человека) ЗИЛ-2906 увереннее всего двигался на 1-й передаче в коробке передач и пониженной передаче в планетарном механизме. На сплавине, выдерживающей вес человека, нужно было использовать 1 -ю передачу в коробке передач и прямую передачу в планетарном механизме. Крутые повороты осуществлялись с применением реверса одного борта.
Некоторые итоги
Проведенные испытания ЗИЛ-2906 стали основой для совершенствования конструкции шнекороторного снегоболотохода. Уже в 1979 г. в С КБ ЗИЛ был построен шнекоход ЗИЛ-29061, отличавшийся более высокой надежностью и столь же превосходными, как у ЗИЛ-2906, маневренностью и проходимостью. Эта машина выпускалась на ЗИЛе серийно и с 1981 г. поступала на вооружение поисково-спасательных частей ЕГАЛСС СССР. О ней мы расскажем в ближайших номерах журнала.
источник: Р.Г. Данилов "АВТОМОБИЛИ ДЛЯ БЕЗДОРОЖЬЯ. МАЛЫЙ «ШНЕК»" Техника и Вооружение 04/2011
