Автомобили для бездорожья. «Синие птицы» Ч.1
Многолетний опыт эксплуатации поисково-эвакуационных установок ПЭУ и испытаний опытных амфибий ПЭУ-2 (5901), ПЭУ-3 (4904) и 49042 (см. Автомобили для бездорожья. Грузопассажирская амфибия ПЭУ-2, Автомобили для бездорожья. Шнековый снегоболотоход ПЭУ-3, Автомобили для бездорожья. Прообраз «синей птицы») позволил сформировать основные требования к комплексу поисково-эвакуационных машин (ПЭМ). В результате напряженных исследований так и не удалось создать автомобиль, обладающий абсолютной проходимостью на снегу, воде, болоте и твердом грунте, поэтому и возникла идея использовать комплекс машин.
Для движения по дорогам общего пользования, на пересеченной местности, на внутренних водоемах с открытой водной поверхностью было решено использовать колесные автомобили-амфибии высокой проходимости. Одна колесная машина служила для эвакуации с места приземления спускаемого аппарата (СА) и оборудовалась краном и грузовым отделением. Вторую колесную амфибию планировалось оборудовать пассажирским салоном, где должны были размещаться медицинский персонал и аппаратура для оказания первой помощи космонавтам. Для эксплуатации на снегу глубиной более 1 м, на болотах любой глубины и водоемах, покрытых тонким льдом, было предложено задействовать небольшой шнеко-роторный снегоболотоход, который предполагалось перевозить на колесном автомобиле-амфибии.
Использование комплекса из двух колесных машин давало большие тактические преимущества. Такие амфибии могли помогать друг другу при преодолении сложных участков на бездорожье. Испытания показали, что при движении в тандеме двух автомобилей, соединенных жесткой сцепкой, достигается чуть ли не двухкратное повышение проходимости. Второй автомобиль всегда мог придти на помощь застрявшей машине. Кроме того, наличие двух поисковых машин позволяло с высокой точностью запеленговать объект поиска.
Главным требованием ко всем машинам комплекса стала авиатранспортабельность, так как для скорейшего прибытия в район поиска их перевозка должна была осуществляться имеющимися в поисково-спасательных частях самолетами и вертолетами. Кроме того, части ПСС, как правило работали, на местах, где были в основном грунтовые аэродромы, на которые могли садиться только самолеты Ан-12 и вертолеты Ми-6. Поэтому к автомобилям-амфибиям предъявлялись дополнительные очень жесткие требования по габаритам — высота машин не должна была превышать 2 м.
Подготовка технического задания на комплекс, получивший обозначение «490», началась еще в декабре 1972 г. Для согласования тактико-технического задания 12 января 1973 г. СКВ ЗИЛ посетили генерал Л.Н. Страхов, начальник отдела управления ВВСВ.М. Романенко, начальник отдела технической службы ВВС В. В. Иванов. Впрочем, В.М. Романенко и В.В. Иванов в этот период постоянно бывали в СКВ ЗИЛ, кроме технического задания контролируя процесс сборки машин ПЭУ-1М и 49042. 20 апреля В.А. Грачев подписал у зам. министра автопрома Е.А. Башинджагяна тактико-технические требования на комплекс.
В это время полным ходом шли испытания амфибии 49042, созданной на облегченных оригинальных агрегатах. Военные присматривались к новой машине и внимательно следили за испытаниями. Однако в ее конструкции имелись два существенных изъяна. Вначале при проектировании просто забыли про водоходный движитель: для него не был предусмотрен отбор мощности в новой раздаточной коробке. Привод на водомет пришлось брать с боковой КОМ коробки передач, не рассчитанной на такую нагрузку. На испытаниях КОМ неоднократно ломалась. Вторым существенным недостатком были жестко подвешенные к корпусу центральные колеса. Отсутствие подвески сказывалось на плавности хода машины и снижало ее максимальную скорость при движении по дорогам с твердым покрытием, поэтому в качестве прямого прототипа новой колесной амфибии комплекса ПЭМ машина 49042 не рассматривалась. На ней отрабатывались новые узлы и агрегаты, проходили тактические испытания по поиску СА в реальных условиях. Для всех было очевидно, что нужна новая машина.
2 июля 1974 г. В.В. Шестопалов закончил разработку раздаточной коробки с отбором мощности на водомет. 22 августа А.П. Селезнев представил общий вид водяных рулей. 16 сентября вышел приказ и.о. генерального директора ПО ЗИЛ В.Л. Мельникова №352 о постройке изделий 4906, 49061 и 2906. Главному конструктору СКВ ЗИЛ В.А. Грачеву предписывалось до 1 ноября выдать полный комплект конструкторской документации. 19 сентября кузовщики закончили вычерчивать кабину и начали мотоотсек амфибии 4906. 26 сентября начальник КБ гидравлики Ю.И. Соболев подготовил всю конструкторскую документацию на водоходный движитель. 2 октября были готовы кальки корпуса. 12 ноября началось изготовление деревянного макета кабины и макетирование посадочного места водителя. В декабре на макете проверяли размещение приборов радионавигационного комплекса. Проект комплекса отправили на согласование командиру технической службы ВВС Н.Г. Фролову.
В январе 1975 г. приступили к сборке первой машины — грузовой ЗИЛ-4906, а в марте — пассажирской ЗИЛ-49061. Грузовая машина комплекса «490» была собрана 31 мая 1975 г., а пассажирская — 6 июня.
Над созданием колесных амфибий комплекса «490» работали: конструкторы В.А. Грачев, А.И. Филиппов (ведущий конструктор комплекса), Ю.В. Балашов (ведущий конструктор ЗИЛ-4906), Б.П. Борисов (ведущий конструктор ЗИЛ-49061), А.Г. Кузнецов, М.П. Морозов, А.Н. Рылеев, З.С. Васильева, А.Д. Андреева, Л.А. Кашлакова, В.В. Шестопалов, Н.М. Никонов, Г.И. Хованский, Ю.И. Соболев, А.П. Селезнев, В.Я. Горин, П.М. Прокопенко, Э.М. Куперман, Н.А. Егоров, В.О. Нифонтов, В.А. Костылев, В.Д. Комаров, Г.И. Мазурин, А.А. Соловьев, Г.Т. Крупенин, В.Н. Аношкин, В.А. Чугунов, Н.В. Лыков; испытатели В.Б. Лаврентьев, А.И. Алексеев, В.Я. Воронин (ведущий испытатель ЗИЛ-4906), А.В. Борисов (ведущий испытатель ЗИЛ-49061), И.М. Артемов, В.И. Замотаев, В.М. Андреев, B.C. Баженов, В.М. Ролдугин, Ю.П. Федин, О.В. Борисов, О.Г. Лазарев, В.Г. Жигачев, Н.М. Балин, А.И. Нестеров, В.М. Клоков, В.Г. Шорин, СИ. Колесников; водители-испытатели A.M. Шустов, В.П. Никитин, Б.И. Григорьев, Б.В. Нежевенко, А.И. Пятых, Н.И. Моря, А.В. Петрунин, Е.Ф. Бурмистров, Г.А. Гусаков, Б.Л. Гулак, В.М. Зубец; технологи А.И. Мурашев, В.А. Жирков, П.И. Ляпичев, В.А. Шурунов, Н.И. Воронцова, К.Т. Шабышева; представители заказчика В.А. Андреев, А.Г. Мунтян, А.Д. Безгин.
Краткое описание конструкции
ЗИЛ-4906 был скомпонован с кабиной (рубкой) перед двигателем, в отличие от опытной амфибии 49042, на которой двигатель размещался сзади. Сразу за моторным отсеком находилась грузовая платформа, а в варианте ЗИЛ-49061 — пассажирский салон. Это позволило уменьшить габарит машины по высоте и обеспечило удобный привод водоходного движителя — от заднего торца раздаточной коробки.
Машина получила водоизмещающий корпус, изготовленный из полиэфирной смолы, армированной стеклотканью. Рабочие места водителя и трех членов экипажа располагались во встроенной в корпус рубке (кабине) экипажа, в которой также находились контрольно-измерительные приборы, радиокомпас и навигационная аппаратура. Сверху рубка закрывалась съемным колпаком. Для посадки и высадки экипажа в крыше колпака были предусмотрены два люка с крышками. Ветровые стекла колпака оснащались трехщеточным пневматическим стеклоочистителем и электрическим омывателем стекол с ручным включением.
Сиденье водителя — полужесткого типа, анатомического профиля, регулировалось по росту водителя и углу наклона спинки. Для облегчения посадки и высадки экипажа через люки колпака кабины спинку сиденья водителя и правую спинку сиденья экипажа выполнили откидными. Сиденье членов экипажа могло откидываться вперед. Двухместная спинка также откидывалась вперед, открывая доступ в багажник. Внутренняя полость спинки в откинутом положении могла служить в качестве стола. Рабочие места водителя и членов экипажа были оборудованы ремнями безопасности «Норма».
В пассажирском варианте в задней части водоизмещающего корпуса был встроен салон, предназначенный для размещения и обслуживания трех пассажиров и трех врачей. Для сообщения с рубкой в пассажирском салоне имелось радиопереговорное устройство (СПУ). Пол кабины был покрыт шерстяным или резиновым ковром. Посадка в салон производилась через дверь в задней стенке. На плаву для входа в пассажирский салон использовался передний люк-лаз. Для погрузки носилок в задней стенке салона выполнили специальный люк-лаз.
Остекление салона состояло из десяти глухих безопасных закаленных стекол. В темное время суток салон освещался двенадцатью плафонами. В пассажирском салоне, кроме зависимой системы отопления, состоящей из двух воздушно-жидкостных отопителей, использующих тепло системы охлаждения двигателя, был установлен независимый воздушный отопитель и кондиционер.
В состав оборудования пассажирского салона входили трое носилок, три подушки многоместного сиденья и три откидных сиденья. Крепление носилок осуществлялось за поручни в трех точках на специальных съемных кронштейнах с резиновыми амортизаторами. При использовании многоместного сиденья носилки ставились на ребро и крепились кронштейнами и ремнями к стенке. В шкафах у входа в пассажирский салон находились горноспасательные аппараты ГСА-8М, авиационные спасательные жилеты АСЖ-58, поисковый ВЗИП, летное зимнее обмундирование и т.д. Под сиденьями размещались бензопримус, грелки, термосы, запас воды в 20-литровом бидоне, комплект медицинских шин, морские спасательные костюмы, спасательная лодка ЛАС-5М, швартовые фалы. В передней части в шкафах имелись поильник и неприкосновенный запас. С левой стороны за шкафом был оборудован рукомойник.
В грузовом исполнении амфибии в задней части корпуса размещался неповоротный двухбалочный кран с гидравлическим приводом механизмов подъема и поперечного перемещения груза. Внутри крановых балок были установлены аутригеры. Погрузка СА производилась с помощью специальной траверсы, а его перевозка осуществлялась на специальном ложементе. После погрузки на ложемент на СА сверху надевалось швартовочное кольцо, и он закреплялся с использованием натяжного механизма. Кроме СА, грузовая амфибия ЗИЛ-4906 могла грузить (с помощью штатного крана) и перевозить на себе шнекороторный снегоболотоход.
ЗИЛ-4906 (49061) имел бортовую схему трансмиссии. Сразу за рубкой экипажа в моторном отсеке был установлен бензиновый двигатель типа ЗИЛ-130 мощностью 150 л.с, оснащенный двухдисковым сцеплением ЗИЛ-137 и механической 5-ступенчатой коробкой передач типа ЗИЛ-131. От коробки передач крутящий момент передавался на 2-ступенчатую планетарную раздаточную коробку, от которой осуществлялся привод средних и задних бортовых редукторов и редуктора привода гребных винтов. По конструкции раздаточная коробка, бортовые и колесные редукторы повторяли установленные на автомобиле ЗИЛ-132Р. Отличие заключалось в том, что на ЗИЛ-4906 (49061) бортовые и колесные редукторы для исключения попадания воды оснащались системой наддува внутренних полостей агрегатов.
Редуктор привода гребных винтов предназначался для распределения крутящего момента, передаваемого от раздаточной коробки на правый и левый гребные винты. Он состоял из повышающих цилиндрической и конической зубчатых передач и двух предохранительных муфт. Предохранительные муфты с помощью срезаемых штифтов предотвращали поломки агрегатов привода гребных винтов.
Колонки правого и левого гребных винтов были установлены снаружи в кормовых нишах корпуса. Гребные винты — двухлопастные, фиксированного шага, невзаимозаменяемые, так как вращались навстречу друг другу. Каждый гребной винт монтировался на колонке, внутри которой размещалась коническая зубчатая передача со спиральным зубом. Для исключения возможности попадания воды в колонках создавалось избыточное давление воздуха, подаваемого из системы герметизации агрегатов машины.
Поворот амфибии осуществлялся передними и задними управляемыми колесами, а при движении на плаву — управляемыми колесами и водяными рулями. Для повышения курсовой устойчивости поворот машины при больших радиусах поворота производился с помощью только передних колес при заблокированных задних. Поворот задних колес начинался после поворота передних на угол 5° в любую сторону. Максимальные углы поворота внутренних и наружных управляемых колес были одинаковыми и составляли, соответственно, 20 и 17°. На первых машинах был установлен гидрообъемный механизм управления задними управляемыми колесами без жесткой кинематической связи с передними. Однако практика показала, что механизм с жесткой механической связью более надежен в эксплуатации, и поэтому в дальнейшем вернулись именно к нему.
Привод водяных рулей осуществлялся от продольной тяги задней рулевой трапеции. Перья водяных рулей, установленных в кормовой части непосредственно за гребными винтами, управлялись рулевым колесом и поворачивались одновременно с управляемыми колесами.
Первые испытания
Лабораторно-дорожные испытания опытных ЗИЛ-4906 и ЗИЛ-49061 проводились в период с августа 1975 г. по июль 1977 г. на автополигонах НАМИ, НИИИ-21 и на дорогах общего пользования. Контрольный расход топлива у ЗИЛ-4906 с нагрузкой 3400 кг составил 40 л/100 км, что было значительно меньше, чем у ПЗУ (72 л/100 км). Время разгона машины, загруженной снегоболотоходом ЗИЛ-2906, с места до скорости 50 км/ч было равно 29,5 с; запас хода — 1250 км; выбег со скорости 50 км/ч — 450 м (выбег у ПЗУ — 350 м). Минимальный радиус поворота соответствовал техническим требованиям и не превышал 9,0 м (у ПЭУ-1 —9,8 м, у ЗИЛ-131 — 10,2 м).
Эффективность рабочих холодных и нагретых тормозов по величине тормозного пути и скорости замедления соответствовали установленным нормам. Стояночный тормоз надежно удерживал машину на уклоне 40% с асфальтовым покрытием в течение 5 мин.
Снаряженная машина развила максимальную скорость на плаву 9,8 км/ч. Амфибия с нагрузкой 3200 кг, оборудованная съемными поплавками, продемонстрировала хорошую начальную остойчивость, но не обладала достаточным запасом плавучести в связи с малой высотой надводного борта корпуса. Поэтому при форсировании водной преграды груженой машиной рекомендовалось груз (снегоболотоход или СА) буксировать на плаву фалом.
На Юге
Южные климатические испытания колесных автомобилей комплекса «490» проходили летом 1976 г. в Бухарской области в районе г. Каган и озера Дингызкуль. 29 июня на аэродром г. Чкаловска для отправки к месту назначения прибыли амфибии ЗИЛ-4906 и 49042 (для участия в сравнительных испытаниях).
12 июля на аэродром г. Чкаловска доставили пассажирскую амфибию ЗИЛ-49061. Автомобиль массой 8340 кг, полностью заправленный топливом, въехал в транспортный отсек самолета Ан-12Б (командир — капитан Л.И. Галицин), где его закрепили с помощью тросов. Отдельно зафиксировали 130-кг съемный колпак кабины. Кроме автомобиля, в самолете разместились шесть испытателей. При взлете, следовании к месту назначения и на посадке замечаний к креплению машины у экипажа самолета не возникло.
За время южных испытаний автомобиль ЗИЛ-4906 преодолел 3745 км (2000 км по асфальту, 120 км по гравийным и 1443 км по грунтовым дорогам и 210 км по песку), ЗИЛ-49061 — 1883 км (772 км по асфальту, 484 по грунтовым дорогам и 628 км по песку), 49042 — 2504 км (1448 км по асфальту, 985 по фунту и 69 км по песку). Температура воздуха держалась на уровне +33 — +45°С, а в районе озера Дингызкуль доходила до +50° С.
При температуре воздуха +48°С средний расход топлива у ЗИЛ-4906 на мерном маршруте фунтовой дороги составил 82 л/100 км при средней скорости 53 км/ч, а на песке — 98,8 л/100 км при средней скорости 20 км/ч. У амфибии 49042 при температуре воздуха +38°С расход топлива на асфальте достиг 45,8 л/100 км при скорости 55 км/ч, на грунтовой дороге — 48,8 л/100 км при скорости 33 км/ч, на песке — 109,2 л/100 км при скорости 11,7 км/ч.
Испытания системы охлаждения двигателя ЗИЛ-4906 показали, что при температуре +34 — +36°С при движении с нагрузкой 2200 кг по шоссе на 5-й передаче со скоростью 45-50 км/ч температура охлаждающей жидкости не превышала +110°С, температура в мотоотсеке — +90—95°С. При снятой задней стенке воздуховода движение становилось невозможным, так как через 17—18 мин температура повышалась до +114 — +116°С. Несколько повышенной (до 92°С) оказалась температура в мотоотсеке в районе аккумуляторных батарей и согласующего устройства радионавигационного комплекса. На пассажирской амфибии ЗИЛ-49061 при включенном кондиционере при температуре наружного воздуха +39°С во время движения по пересеченной местности (укатанный песок, барханы) температура охлаждающей жидкости не превысила +101°С, а температура масла — +117°С.
Погрузка (выгрузка) имитатора груза массой 2200 кг на твердом ровном (до 3°) грунте или асфальте при умеренном ветре до 6,5 м/с и температуре окружающего воздуха до +46°С трудностей не вызвала. При скорости ветра более 11 м/с поднимавшиеся пыль и песок препятствовали работе экипажа без защитных очков. Погрузку (выгрузку) имитатора СА выполняли два водителя-испытателя. Погрузку и выгрузку снегоболотохода ЗИЛ-2906 выполняли три водителя-испытателя.
Система кондиционирования воздуха пассажирской амфибии ЗИЛ-49061 на стоянке у озера Кую-Мазар при температуре окружающего воздуха +36°С и средней температуре в пассажирском салоне +38,9°С через 25 мин после включения обеспечивала среднюю температуру в салоне +23,5°С. При движении по шоссе Каган — Карши при температуре окружающего воздуха +34,5°С через 30 мин после включения системы кондиционирования средняя температура в салоне опустилась с +42,2 до +23,3°С.
После завершения климатических испытаний 11 августа пассажирскую амфибию ЗИЛ-49061 доставили в аэропорт г. Карши и на самолете Ан-12Б (командир капитан — В.Д. Королев) стремя членами экипажа отправили в Харьков. В ходе полета к месту назначения и при посадке, произошедшей с динамическим ударом, замечаний к креплению машины не было. Ослабления швартовочных тросов, течи охлаждающей жидкости и ГСМ не наблюдалось.
Тем временем амфибии ЗИЛ-4906, 49042 и автомобиль сопровождения ЗИЛ-131 6 августа 1976 г. отправили в пробег по маршруту Каган — Бухара — Самарканд — Ташкент — Аральск — Уральск -Куйбышев — Пенза — Рязань — Москва — база Чулково. Продолжительность маршрута составляла 4207 км. Это расстояние автомобили преодолели за 10 суток. Нагрузка на ЗИЛ-4906 была равна 600 кг + 2 человека, на ЗИЛ-131 — 1500 кг + 2 человека, на 49042 (шла без нагрузки) размещались 3 человека.
Во время пробеговых испытаний ЗИЛ-4906 показал удовлетворительную маневренность и хорошую проходимость по грунтовым дорогам, сыпучим и укатанным пескам. Он обладал хорошей плавностью хода, устойчивостью на дорогах с волнистой поверхностью проезжей части, отсутствием склонности к галопированию (в отличие от амфибии 49042, которую на разбитых грунтовых дорогах с шагом волны 1,5-3,0 м иногда начинало продольно раскачивать, из-за чего приходилось снижать скорость движения).
Зимние испытания
Для участия в зимних испытаниях 11 января 1976 г. ЗИЛ-4906 и ЗИЛ-49061 погрузили на железнодорожные платформы, закрепили растяжками и упорными брусками, опломбировали и зачехлили стандартными тентами. Через четыре дня машины прибыли на грузовую станцию Воркута-1.
Зимние климатические испытания проходили в период с 15 января по 1 марта 1977 г. в районе Воркуты при температуре окружающего воздуха от -22 до -49,8°С. За это время ЗИЛ-4906 преодолел 2387 км (в том числе 2315 км по заснеженным грунтовым дорогам и 72 км по снежной целине), а ЗИЛ-49061 — 1908 км (1780 по заснеженным грунтовым дорогам и 128 км по снежной целине).
Расход топлива при движении по укатанной снежной дороге при температуре окружающего воздуха -31 — -47°С у ЗИЛ-4906 составил 68-70 л/100 км, а у ЗИЛ-49061 -83,5-89 л/100 км. При движении по снежной целине с глубиной снега 600—800 мм расход топлива у грузовой машины был равен 462 л/100 км при скорости 3,6 км/ч, а у пассажирской — 430 л/100 км при скорости 6,5 км/ч.
21 января на испытаниях запуска двигателя ЗИЛ-4906 с помощью предпускового подогревателя при температуре окружающего воздуха -36°С через 20 мин работы подогревателя масло в масляном поддоне нагрелось с -30 до+18°С, а охлаждающая жидкость на выходе из системы охлаждения — до +27°С. Через 25 мин после начала испытаний двигатель завелся, и еще через 11 мин машина тронулась с места. Спустя час воздух в кабине прогрелся до комфортных +22°С.
20 января на испытаниях системы отопления ЗИЛ-49061 на стоянке при температуре окружающего воздуха -32°С в результате работы двух зависимых воздушно-жидкостных отопителей воздух в пассажирском салоне за 1 ч прогрелся с -28 до +21 "С. 22 января при работе независимого воздушного отопителя О-ЗОВ на стоянке при температуре наружного воздуха -40°С через 1,5 ч воздух в пассажирском салоне прогрелся с -38 до +20"С. При одновременной работе зависимых и независимого отопителей на стоянке при температуре окружающего воздуха -40°С температура воздуха в салоне с -36°С уже через 30 мин поднялась до +20°С, а через 1,5 ч — до +35°С.
С 16 по 28 февраля военные спасатели оценивали условия обитания в пассажирском салоне ЗИЛ-49061. Температура воздуха в салоне поддерживалась на уровне +23±2°С при относительной влажности 40-84%. Скорость движения воздуха на уровне сидений-носилок не превышала 0,4 м/с, на выходе вентиляционных отверстий — 3,8 м/с. Вентиляция пассажирского салона оказалась достаточной для размещения в нем 3—6 человек, содержание углекислого газа не превышало 0,35 %. Условия обитания в салоне признали удовлетворительными по всем показателям.
С 18 по 26 февраля проходили испытания ЗИЛ-4906 по погрузке СА космического корабля «Союз» на снежной целине глубиной 600-800 мм. Погрузка производилась с использованием аутригеров как при горизонтальном положении машины, так и при наклоне 2—3° в сторону вылета стрелы крана. Такая операция без применения аутригеров проводилась в том случае, когда уклон машины составлял 2-3° в сторону, противоположную вылету стрелы крана. Время погрузки, швартовки и маскировки СА на ЗИЛ-4906 силами двух членов экипажа при температуре окружающего воздуха -42°С составило 20—25 мин; время разгрузки с учетом снятия маскировочной сетки и швартовочных тросов — 12-15 мин. Крановая установка позволяла разворачивать СА в вертикальное положение, что было необходимо для его погрузки на борт машины.
источник: Р.Г. Данилов "АВТОМОБИЛИ ДЛЯ БЕЗДОРОЖЬЯ. «СИНИЕ ПТИЦЫ»" Техника и Вооружение 02/2011
