Первопроходец

Детище «холодной войны»

В развернувшуюся после второй мировой гонку вооружений были вовлечены многие отрасли экономики СССР. Не избежала этой участи и автомобильная промышленность. Не случайно свежеиспеченному СКБ, которое возглавил дважды лауреат Сталинской премии (обе были получены за разработку военной техники) В.А. Грачев, Министерство обороны поручило разработку среднего четырехосного полноприводного многоцелевого грузовика. Новой машине, получившей армейское обозначение АТК-6, вменялось в обязанность не только перевозить личный состав и военные грузы массой до 6 т, но и буксировать артиллерийские орудия различных систем.

При ближайшем рассмотрении задача оказалась, прямо скажем, не из легких. Ведь в соответствии с требованиями генералов, в условиях бездорожья колесный тягач не должен был ни в чем уступать гусеничной технике. Той самой, которая, между прочим, в середине пошлого века доминировала в классе наземных армейских транспортно-тяговых средств.

Несмотря на трудности становления и ответственность заказа, проектная документация была готова уже к лету 1955 г., а к августу в экспериментальном цехе автозавода построили опытный образец, которому присвоили заводской индекс «ЗИС-Э134» или, как его еще называли, «макетный образец № 1». После обкатки и небольшой доработки в октябре начались испытания первенца СКБ.

Первый экзамен в условиях подмосковного осеннего бездорожья автомобиль сдал «на отлично». Километры, пройденные по самым тяжелым и опасным маршрутам, наглядно доказали неоспоримое превосходство машины над любой имевшейся тогда в Советском Союзе колесной техникой. Замыслы, которые удалось реализовать создателям вездехода, полностью оправдались.

Результаты испытаний всеми сотрудниками небольшого, состоявшего всего из двух десятков человек, коллектива СКБ были встречены с восторгом. Действительно, было чему порадоваться. Детище столичных автостроителей преодолевало затяжные подъемы крутизной до 370, успешно штурмовало вертикальные стенки высотой 0,6 м. Вездеход не пугали ни траншеи, ни окопы шириной до 1,5 м, для него не являлись также препятствием броды глубиной свыше 1 м. Ко всему прочему, внедорожник уверенно двигался по косогорам с уклоном до 250 и заросшим илистым болотам глубиной до 0,7 м.

С оптимизмом воспринимались динамические и тяговые параметры машины. Сравнительно мощный двигатель разгонял тягач до 70 км/ч, а конструкция подвески позволяла двигаться по проселку со скоростью до 50 км/ч. По твердой дороге машина с тремя тоннами груза в кузове буксировала шеститонный прицеп, вес которого на бездорожье приходилось ограничивать пятью тоннами. Малые величины переднего и заднего свесов позволяли преодолевать различные профильные препятствия, такие, как пни, большие камни, поваленные деревья, и пр.

Водители по достоинству оценили надежность узлов и агрегатов, а также легкость управления внедорожником во время движения по различным грунтам и пересеченной местности.

Выбор концепции

Однако победа над бездорожьем досталась нелегко. Чтобы обойти своих гусеничных противников, «грачевцам» пришлось не только использовать опыт эксплуатации серийных полноприводных машин ЗИС-485, БТР-152 и серьезно проанализировать результаты испытаний экспериментальных внедорожников ЗИС-121В, ЗИС-126, ЗИС-128, но также найти собственные оригинальные технические решения. При этом перед специалистами СКБ стояло множество вопросов, ответы на которые еще только предстояло получить.

Совмещение в одной полноприводной машине довольно разнородных качеств предопределило неординарность, которая выгодно отличала ее от аналогов. Немало было и решений, ранее не встречавшихся в отечественной внедорожной колесной технике. Например, четыре ведущих моста, размещенные в 1500 мм один от другого, позволили не только оптимально распределить весовые нагрузки на колеса, но и значительно повысить проходимость при преодолении окопов, канав и сильнопересеченных участков местности.

Огромное значение приобретала конструкция движителей. Поэтому специально для ЗИС-Э134 в НИИШП разработали и изготовили новые восьмислойные шины размером 14.00-18 с наружным диаметром более 1200 мм. Их главные достоинства состояли в способности работать в широких границах внутреннего давления воздуха – от 3,5 кг/см² (0,3 МПа) до 0,2 кг/см² (0,02 МПа), а также высокой эластичности, допускавшей большую (до 35%) деформацию профиля. Надежное сцепление движителя с грунтами различного вида обеспечивал протектор с хорошо развитыми грунтозацепами, рисунок которого напоминал косую расчлененную елку.

Централизованная система регулирования давления воздуха в шинах была унифицирована с той, что стояла на трехосной амфибии ЗИС-485 (БАВ). Любопытно, что связь компрессора с шинами осуществлялась с помощью гибких шлангов и шарнирно-сочлененных металлических трубопроводов, концы которых при помощи переходников соединялись с вращающимися уплотнениями, расположенными с наружной стороны колес. Водители за характерную внешность называли их «пауками».

При минимальном давлении воздуха в шинах сила, с которой они воздействовали на опорную поверхность, была практически равной той, которую имели гусеничные тягачи. А потому гусеничный движитель терял важнейшее преимущество перед колесным. Кроме того, солидный размер колес позволил довести дорожный просвет до 370 мм.

Силовая цепочка

Энергетические потребности ЗИС-Э134 обеспечивала рядная бензиновая «шестерка» ЗИС-120ВК. Ее рабочий объем составлял 5,55 л, а мощность за счет форсировки удалось повысить до 130 л.с. Кинематическая цепочка, передававшая усилие от двигателя к ведущим колесам, состояла из гидротрансформатора, коробки передач, раздаточной коробки, передней и задней коробок отбора мощности и ведущих мостов. Между собой эти агрегаты (кроме двигателя и гидротрансформатора) были связаны карданными валами. Использование гидротрансформатора, первоначально предназначавшегося для автобуса ЗИС-155, позволило при трогании с места в четыре раза увеличить крутящий момент двигателя и плавно производить разгон без прекращения подвода мощности при переключении передач.

Отсутствие жесткой связи между двигателем и трансмиссией, что достигалось все тем же гидротрансформатором, исключало остановку двигателя при больших перегрузках, гасило возникающие вибрации и заметно увеличивало долговечность узлов трансмиссии. Значительно облегчалась и работа водителя, поскольку передаточное число в большом диапазоне менялось бесступенчато, что уменьшало число переключений передач. Ну а встроенный в корпус гидротрансформатора реверс обеспечивал самовытаскивание автомобиля за счет раскачки при попеременном включении переднего и заднего хода.

По компоновочным соображениям пятиступенчатую коробку передач от грузовика ЗИС-150 сместили к задней стенке кабины. Раздаточная коробка с двумя понижающими передачами была такой же (за исключением управления), как и на ЗИС-151. На хорошей дороге оба передних моста водитель мог отключить. Вместе с тем, чтобы не допустить перегрузки в трансмиссии, низшую передачу в раздаточной коробке можно было включить только при включенных передних мостах.

Хитроумное решение удалось найти, дабы обеспечить передачу усилия от раздаточной коробки к ведущим мостам, которые в целях унификации были взяты от броне-транспортера БТР-152. Раздаточная коробка соединялась карданными валами лишь со вторым и четвертым ведущими мостами, к которым в качестве промежуточных кинематических звеньев пристыковывались коробки отбора мощности. А уже от них усилие, опять же карданными валами, передавалось к первому и третьему мостам. Для исключения пробуксовки ведущие мосты снабжались самоблокирующимися дифференциалами.

Агрегаты трансмиссии обеспечивали внушительное передаточное число и позволяли уверенно работать в чрезвычайно широком диапазоне тяговых и скоростных показателей. Ничего подобного не имела ни одна другая внедорожная машина.

Слагаемые совершенства

Основой несущей системы служила доработанная укороченная рама ЗИС-151, которая опиралась на неразрезные мосты через полуэллиптические рессоры, дополненные рычажными гидравлическими амортизаторами двухстороннего действия. Схема с равнорасположенными мостами заставила сделать управляемыми первые четыре колеса, в результате чего минимальный радиус поворота по колее внешнего колеса не превышал 10,5 м. Своеобразный подарок сделали и водителю. Крутить баранку ему помогал гидроусилитель, точно такой же, как на львовских вилочных автопогрузчиках. В то время, кстати, ни один отечественный полноприводный грузовик, разумеется кроме ЗИС-Э134, не мог похвастать наличием подобного устройства.

В стандартной кабине ЗИС-150 умещались только два человека, поскольку справа от водителя были расположены рычаги управления гидротрансформатором, коробкой передач, раздаточной коробкой и ручным тормозом. В кузове вездехода находились три тонны груза, которые он мог перевозить по любым дорогам и местности. Полная масса автомобиля составила десять тонн.

С большим оптимизмом во время испытаний воспринималась эффективная работа системы регулирования давления воздуха в шинах. При сниженном до 0,5–0,3 кг/см² (0,05–0,03 МПа) внутреннем давлении подвижность ЗИЛ-Э134 на торфяном болоте или песке была выше, чем у армейских гусеничных артиллерийских тягачей, которые к тому же уступали новому колесному вездеходу и по среднетехническим скоростям движения по дорогам с твердым покрытием. Как это ни парадоксально, однако вездеход, в конструкции которого широко использовались серийные узлы, механизмы и системы, смог на равных состязаться с лучшими гусеничными транспортерами.

Зимний марафон

Впрочем, первые успехи еще не были поводом для полного торжества, ведь гусеничные машины имели наибольшее преимущество перед колесными на снегу. Соответственно, особое значение приобрели зимние испытания, которые начались в январе 1956 г. К этому времени специалисты НИИШПа подготовили усовершенствованные четырехслойные шины 14.00-18, изготовленные из натурального каучука и обладавшие высокой радиальной гибкостью, что позволяло еще больше снизить удельное давление на грунт.

Наиболее суровым препятствием для экспериментального автомобиля стали снежная целина и морозы. Тем не менее, снег глубиной 600–650 мм не смог остановить машину, трансмиссия которой работала на низших передачах, а давление воздуха в шинах поддерживалось в пределах 0,25–0,3 кг/см² (0,025–0,03 МПа). В этих условиях прошел проверку целый ряд специальных устройств, а кроме того, были опробованы эксплуатационные приемы, повышающие проходимость на снегу.

Выяснилось, что неразрезанные ведущие мосты нагребали большое количество снега перед автомобилем, серьезно затрудняя его движение. Избежать этой неприятности удалось за счет установки под ведущими мостами поддона с гладкой поверхностью. В свою очередь небольшой снежный плуг, смонтированный спереди, предотвращал нагребание снега перед внедорожником. Не подвели и новые четырехслойные шины, которые, в отличие от восьмислойных, даже в сорокаградусный мороз сохраняли радиальную эластичность. Отрадно было и то, что все механизмы и системы при низкой температуре работали нормально.

Ключевым моментом зимней кампании стали сравнительные испытания ЗИС-Э134 с лучшими представителями колесной и гусеничной техники. Соперниками творения СКБ оказались двухосные ГАЗ-69, ГАЗ-62, ГАЗ-63, МАЗ-502, трехосные ЗИС-151, ЗИС-157, БТР-152В, ЯАЗ-210Г (6х4) и ЯАЗ-214. Знамена гусеничных вездеходов защищали снегоболотоход ГАЗ-47, легкий артиллерийский тягач АЛТ, его собрат средней категории АТС, тяжелый тягач АТТ и полубронированный АТП. Программа предусматривала бескомпромиссную проверку всех эксплуатационных качеств. Глубина снежного покрова, который необходимо было преодолеть с прицепом массой 3,6 тонны и без него, колебалась от 400 до 1300 мм. У снежного вала высотой 2,5 м угол подъема составлял 30^o, а спуска – почти 40^о.

В тяжелейшей борьбе с грозными конкурентами ЗИС-Э134 не подвел своих создателей. Он не только оставил позади все без исключения колесные машины, но и сумел посрамить гусеничные вездеходы. Такого отечественная практика еще не знала. Радовало и то, что на тяжелом зимнем проселке расход топлива у «стотридцатьчетверки» был на 20% меньше, чем у сопоставимого с ним по большинству параметров гусеничного АТП. В общем, колесо брало реванш у гусеничного движителя. Во многом это стало возможным благодаря тому, что «грачевскому» СКБ по совокупности заложенных технических идей удалось опередить других отечественных разработчиков в создании четырехосного вездехода, обладавшего незаурядными тактико-техническими характеристиками.

Как это ни грустно, но все же ЗИС-Э134 не было суждено стать серийным изделием, поскольку военное ведомство изменило технические условия. Согласно новым требованиям грузоподъемность тягача должна была составлять не менее восьми тонн, а вес буксируемой системы вырос вдвое. Простой модернизацией макетного образца добиться такого было невозможно.Пришлось начинать все сначала. Но усилия не пропали даром. Ценнейший опыт, накопленный в ходе проектирования, постройки и испытания ЗИС-Э134, получил свое развитие в последующих машинах, рожденных в СКБ, многие из которых вошли в золотой фонд отечественной автомобильной науки и техники.

Технические данные автомобиля ЗИС-Э134:

Колесная формула 8х8
Число мест в кабине 2
Грузоподъемность, кг 3000
Масса буксируемого прицепа, кг:
по грунтовым дорогам 5000
по шоссе 6000
Масса снаряженного автомобиля, кг 7000
Полная масса, кг 10000
Дорожный просвет, мм 370
Радиус поворота по колее переднего внешнего колеса, м 10,5
Тип двигателя ЗИС-120ВК
Рабочий объем, л 5,55
Мощность, л.с., при 3000 мин -1 130
Максимальный крутящий момент, Н·м при 1500 мин-1 367,5
Коэффициент трансформации гидротрансформатора 4
Максимальная скорость, км/ч 65