Автомобили для бездорожья. Грузопассажирская амфибия ПЭУ-2
Успешное развитие космонавтики и планируемые групповые космические полеты заставили разработчиков наземных средств поиска и эвакуации космических спускаемых аппаратов искать возможности увеличения объема пассажирского отсека поисковых машин для размещения трех космонавтов, медицинского персонала и соответствующей аппаратуры. При создании машины, обладающей проходимостью, сопоставимой со снегоходом ЗИЛ-Э167 (и даже лучшей благодаря водоизмещаемому корпусу и водоходному движителю), оснащенной просторным пассажирским салоном и грузовым отсеком, где мог бы транспортироваться спускаемый аппарат (СА), авиатранспортабельностью пришлось пожертвовать.
По техническим требованиям новая поисково-эвакуационная установка ПЭУ-2 должна была обеспечивать поиск и эвакуацию спускаемого аппарата и его экипажа на обширной территории в различных климатических зонах СССР — от Крайнего Севера до южных районов Средней Азии, в любое время года и суток и в различных метеорологических условиях. Причем такая машина должна была обладать, прежде всего, высокой проходимостью по снегу.
Сыпучий снег глубиной 800-1200 мм, который характерен для Сибири и Среднего Урала, являлся, как показали испытания снегохода ЗИЛ-Э167 (см. Автомобили для бездорожья. Универсальный вездеходный автомобиль Снегоход ЗИЛ-Э167), наиболее труднопроходимым из всех видов бездорожья на территории нашей страны. Малая несущая способность такого снега приводила к большим погружениям ходовой части машин в снег и, следовательно, к большим величинам сопротивления движению. В то же время испытания ЗИЛ-Э167 подтвердили и то, что машины, успешно работающие на снегу, обладают достаточной проходимостью на песчаной и заболоченной местности.
Масштабную модель ПЭУ-2 закончили в ноябре 1967 г. Активно шла проработка элементов конструкции будущей машины, а также определялись состав и комплектация размещаемого на ней оборудования. В марте 1968 г. была готова компоновка амфибии ПЭУ-2, получившей заводское обозначение 5901. 25-29 марта 1968 г. в СКБ ЗИЛ успешно прошла приемка технического проекта 5901 государственной комиссией из 35 человек, в составе которой работали представители Поисково-спасательной службы (ПСС) ВВС, ОКБ-1, Министерства автомобильной промышленности, медицинских НИИ, Института питания РАН, НИИИ-21, МНИРС (институт радиосвязи) и другие специалисты. Рассматривались различные варианты оптимального размещения радионавигационного и медицинского оборудования; проходило согласование макета машины с НИИ по принадлежности.
Над созданием поисково-эвакуационной установки 5901 работали: конструкторы В.А. Грачев, Ю.В. Балашов (ведущий конструктор), А.И. Филиппов, А.Г. Кузнецов, Б.П. Борисов, Н.В. Абрамов, НА Егоров, В.В. Пискунов, В.О. Нифонтов, А.А. Шандыбо, В.В. Шестопалов, С.Ф. Румянцев, Н.М. Никонов, Ю.И. Соболев, А.П. Селезнев, Г.Т. Крупенин, В.Н. Аношкин, Э.М. Куперман, М.И. Сугробов, С.Г. Вольский, В.Д. Комаров, Г.И. Мазурин; испытатели В.Б. Лаврентьев, В.Я. Воронин (ведущий испытатель), И.М. Артемов, Г.А. Семенов, В.А. Анохин, В.М. Андреев, А.И. Алексеев, Н.И. Герасимов, B.C. Баженов, В.Г. Шорин, Н.Н. Яковлев; водители-испытатели В.П. Никитин, Р.С. Пшеничнер, Б.И. Григорьев, В.О. Хабаров.
Краткое техническое описание
Проектирование ПЭУ-2 велось на базе снегохода ЗИЛ-Э167, что в значительной части предопределило общую компоновку и, в частности, сохранение размеров и принципиальной схемы трансмиссии машины.
Чтобы придать новому вездеходу свойства плавучести, его оборудовали водонепроницаемым стеклопластиковым корпусом. Для получения требуемого водоизмещения, а также для размещения необходимого оборудования базу снегохода ЗИЛ-Э167 (3150+3150 мм) сохранили и дополнительно увеличили носовую и кормовую части корпуса. Габаритная высота автомобиля составила 3065 мм. При этом были оставлены высокий дорожный просвет (800 мм) и внутренняя высота пассажирского салона (1700 мм). В качестве водоходного движителя на установке применили водомет, который имел большую размерность по сравнению с водометом ПЭУ.
Машина оснащалась специально спроектированными шинами 1800×530-960 модели В-172 с диапазоном рабочих давлений воздуха от 0,3 до 2,5 кг/см². Плотность рисунка грунтозацепов типа «расчлененная елка» составляла 0,38.
Колеса комбинированные: обода — из полиэфирной смолы, армированной стекловолокном, съемные; диски — литые, из сплава АЛ-19; обод — разъемный (размер 430-960 мм). Колеса передней и задней управляемых осей имели независимую торсионную подвеску. Колеса средней оси были жестко закреплены на раме.
Полный ход подвески управляемых колес сохранили таким же, как у снегохода ЗИЛ-Э167 (240 мм), а саму подвеску выполнили на рычагах увеличенной длины (465 мм против 310 мм у ЗИЛ-Э167). Вместо барабанных тормозов, установленных на ЗИЛ-Э167, на ПЭУ-2 применили дисковые тормоза открытого типа с пневмогид-равлическим приводом, смонтированные внутри корпуса на бортовых передачах и раздаточной коробке.
В задней части ПЭУ-2 разместили два двигателя ЗИЛ-375, обеспечивающих высокую удельную мощность — 18,42 л.с./т. Совместно с двигателями смонтировали гидромеханические передачи (ГМП) ЛАЗ-695Ж Львовского автобусного завода. Гидропередачи имели две ступени, поэтому для сохранения такого же диапазона регулируемых чисел трансмиссии, как у ЗИЛ-Э167(j= 17,5), была добавлена понижающая ступень в раздаточной коробке. Максимальный динамический фактор установки 1,3.
Рама — лонжеронного типа, с поперечинами и раскосами, сварная, была выполнена из алюминиевого сплава АМГ-61.
Пассажирский салон и кабина экипажа представляли собой единую конструкцию, изготовленную из полиэфирной смолы, армированной стекловолокном. Стенки, пол и потолок имели двойную обшивку, стекла двойные. В кабине размещались четыре человека, число мест в салоне — четыре для лежания или шесть для сидения. Пассажирский салон оснащался двумя компрессорными установками кондиционирования воздуха с автоматическим управлением, по конструкции идентичными использованным на правительственном автомобиле ЗИЛ-114.
Система отопления амфибии 5901 вначале включала в себя два жидкостных отопителя ЗИЛ-130, установленных в кабине и включенных в системы охлаждения каждого двигателя, и печь с дровяным отоплением, которая располагалась в средней части пассажирского салона, на полу у задней стенки. В январе 1974 г. систему отопления салона усовершенствовали за счет применения дополнительных отопителей ЗИЛ-158, включенных параллельно по два в систему охлаждения каждого двигателя. После включения вентиляторов отопителей воздух в кабине и салоне в течение 20 мин нагревался от -1,8 до +23°С на стоянке и от -6,5 до +22,7°С — в движении.
Грузовой отсек был оборудован приспособлением для крепления груза и съемным тентом. Погрузка СА или оборудования осуществлялась П-образным гидроподъемником грузоподъемностью 3,4 т. В кормовой части корпуса находился водомет с забором воды из-под днища машины. Привод водомета осуществлялся открытой карданной передачей от двух двигателей через гидромеханическую передачу, раздаточные коробки и суммирующий редуктор. Для удаления из корпуса воды служили два трюмных водооткачивающих насоса центробежного типа с электроприводом производительностью по 600 л/мин.
На машине использовалась лебедка (барабанного типа с червячным редуктором и тросоукладчиком) с тяговым усилием 7 тс от автомобиля Урал-375. Длина троса — 65 м. Двойной полиспаст. Реверсирование лебедки осуществлялось включением заднего хода в гидромеханической передаче.
Испытания
В ноябре 1969 г. акт макетной комиссии по теме 5901 был подписан всеми заинтересованными сторонами, и началось изготовление машины. ПЭУ-2 окончательно собрали 22 апреля 1970 г. и сразу отправили на обкатку в Лыткарино и обратно (54 км). 27 апреля в Лыткарино прошли пробы на воде. Машина продемонстрировала хорошую остойчивость, маневренность и надежный вход и выход из озера. 7 мая испытания на Лыткаринском водоеме продолжились.
10-12 июня установка вновь вышла на испытания, теперь они проходили по проселку в НИИИ-21 и Чулково, затем на Москва-реке. Этот этап закончился поломкой карданного вала водомета. Машина возвратилась в СКБ, где отремонтировали ее корпус, кронштейны рулевого управления и карданные валы.
Во второй половине июля амфибия 5901 ушла на испытания в Пирогово. 30 июля за испытаниями 5901 на воде наблюдали командир технического отдела ВВС Н.Г. Фролов, начальник отдела управления ВВС В.М. Романенко, начальник Главного управления по производству спецтехники Министерства автопрома Савельев.
Одновременно на Пироговском водохранилище отрабатывались системы охлаждения двигателя и кондиционирования: как на суше, так и на воде она успешно выполняла свои функции. При движении на плаву при температуре окружающего воздуха +30°С с двумя работающими двигателями температура воздуха на выходе из радиаторов не превышала 66°С, при работе одного двигателя — 85°С. После включения кондиционера отмечался рост температуры всего на 3-4°С. Эффективно проявили себя водоводяные теплообменники, позволяющие при движении на плаву понизить температуру охлаждающей жидкости в двигателях на 15-25°С.
При температуре окружающего воздуха +32°С воздух в салоне за 1,5 ч при закрытых окнах, люке и двери прогревался до 35-36°С. Через 2-3 мин после включения кондиционеров в средней части салона начинала ощущаться прохлада, а через 15 мин температура воздуха у задней стенке салона на высоте 1,5 м от пола понижалась до 23-28°С, в средней части салона на уровне сидений — до 18-23°С, на выходе из коробов в передней части и у водителя — до 9-11°С.
В соответствии с утвержденной программой заводских испытаний в мае 1971 г. в НИИИ-21 на комплексно-испьпательной трассе испытывалась дисковая система тормозов амфибии. При массе 19 т параметры тормозной эффективности ПЭУ-2 полностью отвечали предъявляемым требованиям. Замерялся тормозной путь автомобиля при различных значениях внутреннего давления в шинах. Одновременно для сравнения проводились испытания автомобиля ЗИЛ-135ЛН с барабанными тормозными механизмами. Дисковая система тормозов оказалась более чем в 1,5 раза эффективнее барабанной.
Оценка стояночного тормоза проводилась на подъемах в районе базы Чулково. При преодолении подъема 12,5° машина была надежно заторможена. При преодолении подъемов 33,5 и 29° машина уверенно затормаживалась рабочими тормозами, при этом давление в шинах составило 1,5 кг/см². Определение выбега ПЭУ-2 производилось на скорости 30 км/ч. При положении рычага переключения гидромеханической передачи в положение «движение» путь выбега составил 88 м, при положении «нейтраль» — 119 м.
Пробеговые испытания в процессе реального поиска СА в районе Рязани проходили с 11 мая по 9 июня 1971 г. Общий пробег за период испытаний составил 574 км по грунтовым дорогам, 539 км по асфальту; 2 ч машина двигалась на плаву. ПЭУ-2 с загруженным СА преодолевала водные преграды и заболоченные участки в районе р. Оки и д. Сельцы.
Для сравнения в испытаниях принимала участие и ПЭУ-1. При преодолении канала шириной 30 м она уверенно вошла в воду, но выйти на берег ни носом, ни кормой не смогла, так как колеса упирались в обрывистый берег высотой около 3/4 диаметра колеса, в то время как 5901 преодолела препятствие на 1 -й передаче в ГМП и понижающей передаче в раздаточной коробке.
При пересечении водной преграды шириной 150 м с крутым (до 25°) выходом на берег ПЭУ-2 забуксовала на прямой передаче в раздаточной коробке. При повторной попытке с включенной понижающей передачей машина вышла на берег.
Преодолеть заболоченный участок с открытым водным окном и илистыми крутыми входами и выходами на берег не смогли ни ПЭУ-1, ни ПЭУ-2, поскольку при выходе на илистый участок болота (глубиной слоя ила более 500 мм) сцепление колес с грунтом практически отсутствовало.
В процессе испытаний проводилась загрузка и разгрузка СА (экипажем из двух человек), его транспортировка по различным видам дорог и бездорожью. По лесным дорогам с крутыми поворотами и узкой проезжей частью ПЭУ-2 передвигалась, объезжая и ломая носовой частью хвойные деревья диаметром до 300 мм; лиственные деревья диаметром до 150 мм изгибались и проходили под днищем корпуса. Амфибия прошла участок леса длиной около 200 м.
С 28 июня по 10 июля 1972 г. при температуре окружающего воздуха +26 -+35°С амфибия ПЭУ-2 проходила температурные испытания на грунтовой трассе НИИИ-21 и асфальтированных дорогах Московской области. При пробеге по сухой, хорошо укатанной грунтовой трассе протяженность 60 км средняя скорость машины составила 33 км/ч. Расход топлива при движении по сухой дороге был равен 110 л/100 км, по сырой дороге — 147 л/100 км.
Пробег ПЭУ-2 по сухому асфальтированному и бетонному шоссе осуществлялся по маршруту база Чулково — Рязанское шоссе — Кольцевая автодорога — Каширское шоссе — Молоковское шоссе — база Чулково (113 км). Средняя скорость автомобиля составила 54,5 км/ч, расход топлива -114 л/100 км.
При движении замерялись температура масла в агрегатах трансмиссии, кабине и салоне при неработающей системе кондиционирования. Температура в агрегатах не превысила 96°С (при допустимой 100-120°С); температура в кабине не превышала температуры окружающего воздуха (+33°С) как при движении по грунтовой, так и по асфальтированной дороге.
Динамические испытания ПЭУ-2 проводились в июле 1972 г. на комплексно-испытательной трассе НИИИ-21 при температуре окружающего воздуха +28 — +33°С. Максимальная скорость машины достигала 73 км/ч, минимально-устойчивая скорость -1,2 км/ч. Путь свободного выбега со скорости 50 км/ч при включенной нейтрале в гидропередаче и сбросе газа — 306 м. Время разгона с места до скорости 64 км/ч составило 34,1 с.
С 15 по 25 августа 1972 г. состоялись водные испытания в специальном бассейне НИИИ-21 на спокойной воде при отсутствии течения и ветра, при температуре окружающего воздуха +28 — +30°С. На плаву дифферент на корму доходил до 2°. Швартовые испытания проходили на незагруженной ПЭУ-2. Максимальная тяга при частоте вращения двигателя 2100 об/мин составила: при приводе водомета от одного двигателя — 720 кг, при работе двух двигателей — 1200 кг, при работе двух двигателей и колес — 540 кг. Максимальная скорость на плаву порожней машины достигла 10 км/ч, груженой -9,25 км/ч. При работе водомета и колес максимальная скорость была равна 5,45 км/ч, при работе только колес — 3,75 км/ч.
Наименьший диаметр циркуляции автомобиля с грузом не превысил 1,5 корпуса, что отвечало ТГТ. При скорости 20 км/ч ПЭУ-2 уверенно вошла в воду с углом схода 12°30′, что не являлось для нее предельным (большего угла схода на водоеме не было), и вышла на берег под углом 12°, при этом свободно преодолела имевшийся в месте выхода порог высотой 500-600 мм.
Проведенные испытания ПЭУ-2 на плаву показали ее высокие скоростные и тяговые качества, хорошую остойчивость и управляемость, уверенный вход и выход из воды на берег.
С 15 января по 25 мая 1973 г. в районе Харькова и Феодосии осуществлялись испытания радионавигационного комплекса амфибии, а с 10 по 25 октября — специальные испытания в районе г. Спасск-Рязанский Рязанской области.
Испытания ПЭУ-2 пробегом на асфальтированном шоссе по маршруту Москва — Спасск-Рязанский — Москва и по преодолению водной преграды при наличии прибрежного льда в пойме реки Оки в районе г. Спасск-Рязанский проводились со 2 по 5 декабря 1972 г. при температуре воздуха -3 … -1°С, временами шел дождь. Средняя скорость движения амфибии в темное время суток составила 51 км/ч, а при движении днем — 46 км/ч, что объяснялось возросшей интенсивностью движения транспорта в это время суток. ПЭУ-2 за время пробега преодолела 465 км по асфальту, 75 км по луговине и 2,5 ч была на плаву. Средний расход топлива при движении по шоссе составил 116 л/100 км.
При входе машины в воду прибрежный лед перекрыл заборную часть водомета и фактически выключил его из работы. Скорость движения на этом участке не превышала 0,5 км/ч. Освободиться ото льда удалось только после включения заднего хода водомета.
При преодолении заболоченного участка реки Оки с илистым дном, покрытого льдом толщиной до 5 см, ПЭУ-2 потеряла подвижность в 15 м от берега. Попытки освободиться из ледового-илового плена с помощью штатной тяговой лебедки успехами не увенчались. Врытый на глубину до 1,6 м на песчаном берегу якорь каждый раз при попытке самовытаскивания разрушал песчаную траншею. Выбраться на берег удалось только с помощью тяговой лебедки вспомогательного автомобиля ЗИЛ-157.
Зимние испытания ПЭУ-2 состоялись в период с 18 февраля по 29 марта 1974 г. в районе г. Ухта. Этому предшествовал пробег протяженностью 2090 км по маршруту база Чулково — Владимир — Горький — Семенов — Яранск — Халтурин — Сыктывкар — Ухта, который закончился 27 февраля. Средняя скорость движения автомобиля составила 34,3 км/ч; столь низкая скорость определялась состоянием покрытия и особенностями движения колонны автомобилей в количестве пяти единиц (вместе с машинами сопровождения).
На испытаниях в Ухте предельные значения глубины снега были равны 1000-1200 мм. При глубине снега 0,8-1,0 м средняя скорость машины составляла 5,5-8 км/ч, а расход топлива -1200-1340 л/100 км. При глубине снега 950 мм автомобиль мог двигаться с наименьшим радиусом поворота вправо -15,6 м, влево -12,5 м, при этом средняя скорость движения равнялась 1,8 км/ч (трижды ПЭУ-2 теряла подвижность и выбиралась задним ходом), а расход топлива — 1800 л/100 км.
Максимальная сила тяги ПЭУ-2 при движении по снегу глубиной 600 мм была равна 5240 кг при температуре окружающего воздуха — 8°С, по снегу глубиной 850 мм — 5560 кг при температуре +1,5°С. 15 марта машина прошла по заснеженной трассе в районе г. Пионер по дороге шириной 3000-3400 мм, занесенной снегом глубиной 500-700 мм. Амфибия ПЭУ-2 уверенно преодолела маршрут, составляющий 1750 м малонаезженной извилистой дороги (радиусы поворотов в среднем 20-40 м). Кроме того, дорога была расположена в сильно пересеченной местности, которая изобиловала подъемами и спусками (максимальный угол подъема 16,5°). При движении ПЭУ-2 на скорости по неровностям отмечалось галопирование с величиной вертикальных ускорений на месте пассажира от 0,8 до 1,2д. Имели место увод машины с дороги и заезд ее на целинный снег глубиной до 1000 мм, но после подачи назад она вновь возвращалась на трассу и продолжала движение.
Летние испытания на проходимость проводились с 15 июня по 12 июля по торфяной местности в районе г. Покрова Владимирской области и с 15 июля по 1 августа 1974 г. на песке в пойме реки Оки в районе г. Каширы Московской области. На сухом торфе при давлении воздуха в шинах 0,3 кг/см² ПЭУ-2 развила наибольшую силу тяги 5616 кг, а на переувлажненном торфе — 2616 кг. При этом сопротивление движению на сухом торфе составило 1600 кг, на переувлажненном — 2370 кг. Расход топлива на торфяных полях при температуре воздуха +24°С и скорости ветра 3 м/с в среднем был равен 510 л/100 км при давлении в шинах 0,3 кг/см² и 532,5 л/100 км при давлении в шинах 0,6 кг/см².
На песчаной косе р. Оки в районе совхоза «Руновский» ПЭУ-2 буксировала сцепку автомобилей Урал-375 и ЗИЛ-131. Наибольшая сила тяги при давлении в шинах 0,3 кг/см² составила 6400 кг, сопротивление движению — 1740 кг. Во время движения по глубокому сухому песку средний расход топлива был равен 310 л/100 км при давлении в шинах 0,6 кг/см² и 416 л/100 км при давлении в шинах 0,3 кг/см².
Некоторые выводы
Испытания установки 5901 наглядно продемонстрировали ее незаурядную, значительно более высокую, чем у ПЭУ-1 (но не абсолютную), проходимость, уверенное и надежное преодоление водных преград, хорошую остойчивость и высокую скорость движения на воде. Машина понравилась спасателям своим просторным и комфортабельным салоном. Все хорошо, если бы не одно «но» — отсутствие транспортных самолетов, способных быстро перебрасывать эту совсем не маленькую машину в район предполагаемого поиска, вынудило заказчика отказаться от ПЭУ-2. Отчетливо стало ясно, что в поиске спускаемых аппаратов должен участвовать комплекс машин, состоящий не только из колесных грузовых и пассажирских амфибий, но и включающий сверхпроходимый снегоболотоход, способный работать там, где колесные машины передвигаться не могут. А основным требованием к поисковой амфибии по-прежнему оставалась удобная авиатранспортировка — возможность переброски по воздуху (внутри самолета и вертолета или на внешней подвеске) в район поиска для скорейшего решения поставленной задачи.
источник: Р.Г. Данилов "АВТОМОБИЛИ ДЛЯ БЕЗДОРОЖЬЯ. ГРУЗОПАССАЖИРСКАЯ АМФИБИЯ ПЭУ-2" Техника и Вооружение 10/2010
