Пневмогусеничные вездеходы НАМИ (Ч. 2)
НАМИ-С-3, НАМИ-С-4, НАМИ-0106, НАМИ-СЗМУ
Сочлененная машина НАМИ-0106
Установка пневмогусеничного движителя на стандартный автомобиль предъявляла повышенные требования к трансмиссии и системе охлаждения автомобиля, а полугусеничная схема автомобиля не позволяла в полной мере испытать гусеничный движитель. В связи с этим в 1965 г. изготавливается макетный образец сочлененной машины НАМИ-0106 на пневмогусеницах. Машина состояла из двух секций: тягача и активного прицепа, соединенных сцепкой в виде шарнира Гука с тремя степенями свободы. Машина имела сварной металлический, герметичный корпус. Позади передней секции машины устанавливали двигатель автомобиля ГАЗ-21 «Волга» со сцеплением УАЗ, четырехступенчатую коробку передач в блоке с раздаточной коробкой УАЗ-452. К тормозному барабану стояночного тормоза крепилась обойма зубчатой муфты, передающая крутящий момент на хвостовик главной передачи ГАЗ-69. Вместо чулков полуосей установили многодисковые тормоза сухого трения стали по стали. От раздаточной коробки карданным валом крутящий момент передавался через шарнир сцепки на главную передачу задней секции, унифицированную с главной передачей передней секции. Крутящий момент от главных передач посредством карданов передавался на передние ведущие катки движителя, унифицированного с движителем С-3М. Поворот осуществлялся через шарнир сцепки рулевыми тягами, на которые воздействовал шток гидроцилиндра «Урал-375». В случае использования одиночного тягача предусматривался поворот за счет действия бортовых тормозов.
Сочлененная машина НАМИ-0106 при испытаниях на различных грунтах показала хорошую проходимость даже при небольшом дорожном просвете (220 мм) и хорошую маневренность. На снегу радиус поворота составлял 5,5 м. Вездеход уверенно преодолевал заснеженные подъемы крутизной около 25°.
Для определения проходимости вездехода НАМИ-0106 по камышовым болотам, близким по характеру к джунглевым, летом 1969 г. провели испытания на лимане в Краснодарском крае в районе ст. Григорьевская. Подобные испытания проводились ранее в Московской области в районе г. Ступино, где по заросшему камышом болоту вездеход шел уверенно.
При движении к лиману по размокшей от дождя глинистой дамбе на гусеницы налипало чрезмерное количество грязи, представляющей собой смесь ила с черноземом. Грязи налипло килограммов триста, из-за чего сильно возросло сопротивление движению. Это был единственный случай, когда проходимость автомобилей 4х4 и тракторов оказалась выше.
При проведении испытаний не смогли определить сопротивление движению из-за невозможности использовать динамометрическое оборудование в таких условиях. Движение по камышовому болоту выявило конструктивные недостатки автомобиля: небольшой клиренс, низкое расположение крыльев, на которые налипала грязь, неэффективность фрикционного привода, так как илистая грязь служила как хорошая смазка.
Для увеличения боковой жесткости гусеницы, недостаток которой приводил к ее спаданию при резких поворотах и неустойчивому движению на большой скорости, разработчики экспериментировали с поперечной формой гусеницы. Первоначально принятую трапецеидальную форму признали неудачной, так как при движении гусеница выпучивалась и вызывала расклинивание опорной поверхности грунта. Наиболее эффективным оказалось выполнять пневматические гусеницы из нескольких изолированных камер, расположенных параллельно. Каждая камера имела свой вентиль, это позволяло устанавливать в них разное давление и соответственно менять давление по ширине контакта. Например, если в средней камере давление устанавливалось меньше, чем в боковых камерах, это улучшало проходимость на слабых грунтах и давало возможность поднять максимальную скорость до 80 км/ч.
НАМИ-С3МУ
После того как мотор автомобиля НАМИ С-3М полностью износился, модернизированный движитель установили на более мощный автомобиль УАЗ-69, получивший индекс НАМИ-С3МУ. Для этого кузов автомобиля пришлось переделать и удлинить на 500 мм. Стандартные передние колеса заменили специально разработанными широкими катками. Это позволило устранить «проваливание» передней оси. На автомобиле НАМИ-С3МУ испытывался движитель с пневмотраковой цепью.
Здесь уместно пояснить, что все пневмогусеницы подразделяются на два типа: однополостные – представьте себе автомобильную камеру, натянутую на гусеничный обвод из нескольких катков, и многополостные (траковые), где каждый пневмоэлемент выполнен в виде отдельного трака, которые соединены в гусеничную цепь. Именно так была выполнена пневмотраковая гусеница для НАМИ-С3МУ. Ее пневмотрак выполнили в виде резинокордовой оболочки с вентилем. Он имел два гребня и два завулканизированных в проушины металлических пальца, служащих для соединения траков. На каждую пару пальцев одевался металлический гребень. Высота пневмотрака – 80 мм, ширина – 300 мм, длина – 196 мм. Передача тягового усилия на гусеницу у вездехода НАМИ-С3МУ осуществлялась цевочным зацеплением. Для этого на балансирную тележку движителя устанавливали полые металлические катки, которые располагались между двумя рядами гребней.
Испытания автомобиля проводили в районе г. Ступино в Подмосковье. Для определения коэффициента сцепления полугусеничный «уазик» массой 2300 кг «буксировал» МАЗ-502, на котором постепенно затормаживали колеса. При этом на пахоте, труднопроходимой для обычного автомобиля, НАМИ-С3МУ без переднего ведущего моста показал коэффициент сцепления 0,95 и двигатель глох.
Вездеход уверенно шел по глубокой грязи и колее, поднимался на песчаный подъем крутизной 22°. В таких условиях движения автомобиль 4х4 полностью терял подвижность.
Характерной особенностью каждого гусеничного движителя является механизм натяжения гусеницы. Поначалу у пневмогусеничных машин его делали винтовым, как у обычных гусениц. Из-за того, что снимать гусеницу приходилось часто, винтовой механизм был неудобен. Тогда решили опускать крайний каток. Для этого машину приходилось поднимать домкратом на большую высоту, что также оказалось неудобно. В ходе испытаний была отмечена высокая боковая эластичность пневматической гусеницы. В движении это расценивалось как недостаток – так провоцировалось спадание гусеницы с катков при недостаточном натяжении, но это свойство решили использовать для монтажа, откидывая каток вбок подобно открытию двери. Сделали такой механизм натяжения, и он пришелся как раз впору: все трудности с монтажом были забыты.
С этим механизмом натяжения связана следующая история. Как-то зимой 1970 или 1971 г. в НАМИ приехал главный конструктор оборонного производства ММЗ, легендарный конструктор гусеничных транспортеров Н.А. Астров. Приехал по приглашению, чтобы специально ознакомиться с возможностью пневматической гусеницы. Посадили его в «уазик» с пневмогусеничным движителем и повезли по территории НАМИ, где в те годы вместо инженерного корпуса и дизайн-центра было болото, окруженное высокой насыпью. За рулем был старший инженер М.Д. Немтинов, долгое время проработавший водителем. Въехали на эту насыпь «в лоб», а потом Н.А. Астров попросил спуститься по косогору. Сказано – сделано. И тут я вижу, как задний опорный каток гусеницы, оказавшейся с нижней стороны, отходит вбок и хлопает на кочках, как свободно болтающаяся дверь. Дальнейшее представить не трудно: гусеница на ходу спадет, УАЗ на склоне продавит катками снег и перевернется, каркас брезента, не рассчитанный на тяжесть гусеничного движителя, сомнется... Немтинов-то мужик здоровый, может, и оклемается, а Астрову уже за 70, и подобные кульбиты явно не для него. С криком, размахивая руками, я бросился вперед. Очки у меня сразу запотели, я зацепился ногами за какой-то торчавший из-под снега трос и носом съехал с самой верхотуры насыпи. И дальше, как у Маршака: «Вожатый удивился, трамвай остановился». Выскочившему из кабины Немтинову я прошептал, что, скорее всего, выскочил палец, запирающий натяжное устройство. Проверили. Так и есть. Побежали по следам назад искать этот палец и нашли его в снегу метров за триста. Поставили на место. Все это время Н.А. Астров невозмутимо сидел в кабине. Рассказывать ему, какой опасности он подвергался, мы не стали. Вообще этот палец должен был шплинтоваться, но постоянные монтажи-демонтажи притупили бдительность. «Ну, никогда он у нас не выскакивал. А тут на' т-тебе...» – все сокрушался Немтинов. Потом мы шутили, что ценой расцарапанного носа мне довелось спасти жизнь самому Астрову.
К концу 1960-х гг. стали ясны все преимущества и недостатки однополостных гусениц. Последние были окончательно определены на сочлененном вездеходе НАМИ-0106. Малые размеры движителя не позволили создать полноразмерный вездеход, пригодный для практических целей. Опять получился только ходовой макет, на котором можно было провести любые испытания, в том числе и на плаву, но нельзя было показать утилитарного применения. Это дало основания А.А. Липгарту, бывшему в то время заместителем директора НАМИ по научной работе и в целом высоко оценившему проведенные сектором работы, сказать на заседании ученого Совета, обсуждавшего докторскую диссертацию В.М. Семёнова: «Да, работа проведена большая, получены очень интересные для науки результаты, но практическое применение этих конструкций для меня не ясно».
Сейчас, спустя более тридцати лет после описываемых событий, когда остро встали вопросы экологии, можно было бы сказать, что пневмогусеничный движитель, не разрушающий растительный покров слабых грунтов, является идеальным решением для всесезонных перевозок по многолетнемерзлой тундре, где передвижение всех других видов транспорта вызывает эрозию почв. Но в те времена даже само слово «экология» технические специалисты не понимали.
Многополостные пневмогусеницы
Со временем разработчики пришли к выводу, что создание полноразмерных движителей возможно только если использовать многополостные гусеницы, причем не просто гусеницы с пневматическими траками, а бесшарнирные траковые с длинными гнущимися пневмотраками, использующими положительные свойства однополостных гусениц по равномерности и бесшумности перемотки гусеницы в сочетании с равномерной эпюрой удельных давлений на грунт. Такая гусеница была разработана специально для замены традиционных стальных гусениц на серийных гусеничных транспортерах. Пневмотраки для нее изготовили в пресс-формах НАМИ в Омском НИКТИ шинной промышленности.
В 1972–1973 гг. по хоздоговору с ГАЗом специалисты НАМИ переоборудовали гусеничный вездеход ГАЗ-71. На нем была установлена новая ходовая часть с пневмогусеницей, разработанной по изобретениям А.А. Глинки, В.В. Морозова, М.Д. Немтинова, В.М. Семёнова, В.И. Соловьёва, Д.Г. Юрушкина, а также представителей МВТУ им. Баумана, Омского НИКТИ шинной промышленности и Омского шинного завода. В монтаже пневмогусеницы принимали активное участие старший инженер НАМИ П.Н. Тихомиров и ведущий конструктор НАМИ Н.Г. Сперанский, одновременно руководивший работами по установке на этот же образец вездехода разработанного им бесступенчатого механизма поворота. Вездеход дорабатывали специалисты НАМИ на территории ГАЗа, там же проходили приемочные испытания. Работы вели по закрытому тематическому плану.
Судьба пневмогусеничного сектора НАМИ, несмотря на положительные результаты испытаний, фактически уже была предрешена. Руководство института, и в первую очередь директор А.М. Хлебников, исходя из личных амбиций, потратили немало сил на то, чтобы доказать бесперспективность этих работ и несоответствие их автомобильной направленности института. В результате по приказу Управления конструкторских и экспериментальных работ Минавтопрома все работы по пневмогусеницам передали из НАМИ в Отраслевую научно-исследовательскую лабораторию вездеходных машин (ОНИЛВМ, ранее известную как лаборатория С.В. Рукавишникова) при Горьковском политехническом институте.
Руководителя работ в НАМИ д-ра техн. наук В.М. Семёнова перевели в другое подразделение института, еще раньше вынуждены были уволиться В.В. Морозов и В.И. Соловьёв (последний вскоре вернулся, но уже в другое подразделение НАМИ). Инженеры А.А. Глинка и М.Д. Немтинов были переведены в колесный сектор лаборатории шин и колес того же отдела. Д.Г. Юрушкин добился перевода в ГКНТ, откуда затем перешел на руководящую работу в Минавтопром. Так завершился 12-летний период работ по пневмогусеничным движителям в НАМИ.
PS. ОНИЛВМ параллельно с совершенствованием конструкций пневматических гусениц для транспортеров ГАЗ в период с 1976-го по 1978 г. разработал и исследовал пневмогусеничные движители для тракторов тяговых классов 2…3 т. Внедрение пневмогусениц позволило не только повысить проходимость тракторов, но и снизить уплотняющее воздействие на почву сельхозмашин, что подтвердил в 1980 г. отдел ходовых систем Всесоюзного института механизации сельхозработ. В 1991 г. доцент Н.Б. Веселов организует СКТБ ТТМ, его основу составили сотрудники ОНИЛВМ, на базе которого впоследствии было создано ЗАО «Транспорт», занимающееся разработкой и изготовлением транспортных средств на пневмогусеничных движителях. С 1991-го по 2002 г. в СКТБ ТТМ и ЗАО «Транспорт» разработано около тридцати экспериментальных образцов вездеходных транспортно-технологических машин и их модификаций.
