В борьбе за проходимость: гусеничные снегоболотоходы НАМИ
НАМИ-0157
НАМИ умеет все
НАМИ, или Научный автомоторный институт, – уникальная контора. Конструкторы и инженеры института в той или иной степени приложили руку к каждому советскому и российскому автомобилю. Достаточно сказать, что в НАМИ разработали в разное время «Победу», «Урал-375», «Запорожец», «Оку» и многие другие образцы техники. В сферу научных интересов исследователей института входили проблемы адаптации газотурбинных моторов, пассивной и активной безопасности, улучшение эксплуатационных свойств техники и, разумеется, повышение проходимости.
Бездорожье всегда было большой проблемой в Советском Союзе, а позже и в России. Чего только не придумывали в НАМИ для повышения вездеходности техники. Именно здесь впервые приступили к работе с арочными бескамерными шинами и пневмокатками, с пневматическими гусеницами и аппаратами на воздушной подушке. Это было время технических революций – инженеры методами проб и ошибок искали наиболее оптимальный рецепт. Что-то осталось в архивах и истории, а что-то нашло свое воплощение в серийной технике.
Особняком в биографии НАМИ стоит техника, получившая наименование «гусеничный снегоболотоход». К этой же когорте относятся более сложные «гусеничные сочлененные снегоболотоходы». В научно-технической литературе подобную технику можно встретить в категории специальных тягово-транспортных средств или машин особо высокой проходимости. Эти аппараты работают там, где обычные колесные и гусеничные вездеходы бессильны. Например, на Крайнем Севере и на освоении нефтегазовых месторождений. Собственно, именно для нефтяников и строили снегоболотоходы в НАМИ.
Немного строгой физики для понимания сложностей, стоящих перед конструкторами. Для достижения хорошей проходимости по снегу от транспортного средства требуется среднее давление около 0,03 МПа, для прохода по болоту – 0,02 МПа. Такого хватит почти везде и всегда. После войны в Советском Союзе на внедорожной технике впервые в мире внедрили центральную подкачку колес, что позволило снижать давление на грунт до минимальных значений. В результате увеличивалась площадь опоры движителя и, например, ЗиЛ-157 превращался в настоящий болотоход.
Но что делать, когда поверхностный покров имеет очень малую несущую способность? В несколько раз снижать давление – до 0,005 МПа, то есть минимум в четыре раза относительно самых проходимых болотоходов. Для реализации столь экстремальной проходимости технику пришлось переводить на гусеничный ход. Очень специфический гусеничный ход, надо отметить. Опорная поверхность должна быть увеличена либо за счет длины гусеницы, либо за счет ширины. А лучше нарастить и то и другое.
НАМИ-0105
Первенцами такой концепции стали довольно неуклюжие НАМИ-0103 и НАМИ-0105. Первый брал на борт одну тонну, второй – две. Обе машины появились на свет во второй половине 60-х годов и оказались вполне удачными. Снегоболотоходный транспортер НАМИ-0103 представлял собой глубоко унифицированную инженерную конструкцию, созданную в рамках программы освоения труднодоступных регионов СССР.
Силовая установка и трансмиссия машины базировались на проверенных агрегатах: двигатель, сцепление и коробка передач от ГАЗ-21Д. В трансмиссии и ходовой части широко применялись компоненты серийных грузовиков: карданные валы, шарниры и главная передача с конической парой от ЗИЛ-130. Система охлаждения была скомбинирована из радиатора ГАЗ-53 и жалюзи от ГАЗ-47, а вся электрика и контрольные приборы также заимствовались у 130-го ЗИЛа.
Маневренность обеспечивал планетарный механизм поворота с рычажным управлением, чьи тормоза и фрикционные диски соответствовали деталям ГАЗ-47. В основе конструкции лежал герметичный сварной стальной корпус, обеспечивавший машине плавучесть, при этом для облегчения веса часть съемных панелей изготавливалась из алюминиево-магниевого сплава АМГ-5ВМ.
НАМИ-0105 с десяти шагов было сложно отличить от 0103-го, но эксклюзив у него все-таки присутствовал. Агрегаты были от техники потяжелее. Основу его силовой установки составляли двигатель, сцепление и коробка передач от ЗИЛ-130, работавшие в паре с одноступенчатой раздаточной коробкой. В трансмиссии и системах охлаждения инженеры применили узлы от тяжелых грузовиков: карданные валы с шарнирами заимствовались у Урал-375, а в главной передаче использовались шестерни от МАЗ-500. Рабочее место водителя, включая контрольные приборы и всё электрооборудование, было полностью унифицировано с ЗИЛ-130, что упрощало эксплуатацию.
Короли бездорожья
А что, если взять пару НАМИ-0105 (0103), нарастить им массу и сделать из них один снегоболотоход? Получится сочлененная гусеничная машина НАМИ-0114, которую можно считать предком знаменитого ДТ-30 «Витязь». Сочлененные машины – это вынужденное решение. Если машина должна брать на борт не 1-2 тонны, а 5 и более, то простым увеличением длины и ширины гусеницы дело не решить. Приходится строить двухзвеньевую сочлененную машину. У нее есть свои особенности.
Во-первых, сложный механизм поворота, а также принципиальная возможность подцепить третье и даже четвертое звено. Этакая многоножка потенциально может работать в самых экстремальных условиях, плавать и перевозить на себе много полезного груза. Гидравлическая система складывания звеньев относительно друг друга позволяет снизить сопротивление повороту, а значит, повысить проходимость.
Во-вторых, у машины должны быть широкие гусеницы – до 1,2-1,4 метра. И их нельзя делать полностью металлическими – это слишком тяжело. Поэтому в НАМИ разработали уникальный движитель, состоящий из ленточных гусениц и пневматических колес вместо стальных обрезиненных катков.
НАМИ-0114
Выдержка из специализированной литературы («Гусеничные и колесные транспортно-тяговые машины» В. Ф. Платонов, Г. Р. Леиашвили):
Ленточная гусеница оснащена редкими поперечными плицами, выполняющими роль грунтозацепов и элементов для передачи тягового усилия от ведущего колеса на ленту. Их перекатывание по прерывистой беговой дорожке гусеницы вызывает значительно меньшие динамические нагрузки на корпус, чем при использовании опорных катков. Перекатывание пневматической шины с одновременным перекрытием ее опорной поверхностью двух соседних плит позволяет также выровнять давление под опорной ветвью обвода, то есть повысить проходимость при прочих равных условиях.
В итоге получается машина, способная в любое время года перемещаться по любым типам грунтов. И у них есть неожиданный бонус – меньшая требуемая удельная мощность относительно одиночных гусеничных машин. Всё потому, что сочлененный аппарат тратит меньше энергии на поворот и на движение. При всех прочих равных, разумеется.
Но вернемся к нашему герою – НАМИ-0114. Снегоболотоход, вышедший на испытания в 1967 году, стал вершиной экспериментальной линейки института своего времени. Эта машина проектировалась как сверхмощный транспорт для доставки крупногабаритных грузов длиной до 12 метров в условиях полного бездорожья. При собственной массе и габаритах вездеход обладал внушительной грузоподъемностью в 20 тонн, а его кабина была рассчитана на экипаж из пяти человек. Техническая компоновка машины была уникальной: двигатель мощностью 525 л. с. разместили на правом крыле тягача. Чтобы реализовать такой крутящий момент, в трансмиссии задействовали усиленные узлы от карьерного самосвала БелАЗ-540. Автономность работы обеспечивала топливная система с двумя баками суммарной емкостью 600 литров.
В ходе заводских испытаний НАМИ-0114, загруженный бетонными плитами, продемонстрировал исключительную проходимость. Машина уверенно преодолевала глубокий снег и размокшие грунты, где вязла любая другая техника. Несмотря на невысокую крейсерскую скорость в 10–12 км/ч, тягач полностью оправдал свое назначение, доказав, что для решения задач нефтедобывающей отрасли проходимость важнее темпа движения. Строго говоря, НАМИ-0114 не был сочлененной машиной в классическом смысле – это был скорее гусеничный автопоезд с активным полуприцепом. Но он стал мостиком к следующей модели – НАМИ-0157, которому впоследствии удалось стать серийной машиной. Как видно по фотографиям, компонентная база взята у вездехода «Урал-375».
НАМИ-0157
Снегоболотоход НАМИ-0157 грузоподъемностью 8 тонн разрабатывался как универсальная платформа, включая вариант пассажирского фургона с десятью спальными местами. В ходе сравнительных испытаний на Урале и в Приобье машина превзошла по проходимости иностранные аналоги. По итогам тестов конструкцию радикально переработали, внеся более тысячи изменений: была оптимизирована развесовка за счет иного расположения гусеничных тележек, увеличена площадь платформы и емкость баков.
В ходе модернизации конструкции двухрядное размещение резиновых опорных катков заменили на однорядное. Новые катки получили увеличенный диаметр, что позволило решить проблему забивания движителя грязью и исключить риск схода гусениц. Кроме того, обновленная схема существенно сократила время на техническое обслуживание ходовой части. НАМИ-0157 не был сочлененным снегоболотоходом – у него были поворотными гусеничные тележки, что позволило отказаться от сложной гидравлической системы. Тележки поворачивались в противоход друг другу, обеспечивая плавную и энергоэффективную смену курса. А еще это сохраняет почвенный покров тундры.
Один из первых серийных "Урал-5920"
Особенно если сравнивать с обычными гусеничными машинами, поворачивающими «по-танковому».
В серийное производство вездеход пошел под индексом Урал-5920, оснащался двигателем мощностью 210 л. с. и развивал скорость до 30 км/час. Его выпускали в Миассе с 1985 по 1989 годы. Второе рождение аппарат получил в 2003 году на свердловском Заводе специализированных машин под именем ТС-1. Аппарату нарастили грузоподъемность до 10 тонн и заменили камазовский мотор на ЯМЗ. С тех пор гусеничный снегоболотоход выпускается под заказ малой серией. Говорят, ТО для него стоит уже почти миллион рублей.
Информация