ПРЕДВЕСТНИК ГРЯДУЩИХ ПОБЕД

Даешь внедорожники!

Стране Советов, приступившей в конце двадцатых годов прошлого века к индустриализации, как воздух требовался современный и многочисленный автомобильный транспорт, но особенно – машины повышенной проходимости. Без них не возможны и перевозки по слаборазвитой дорожной сети, а тем более освоение обширных районов Средней Азии, Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока. Но больше всего подобные машины интересуют вооруженные силы. Именно военные ведомства разных стран первыми и разработали подробные технические требования на автомобили повышенной проходимости.

В то время самым простым, надежным и экономически оправданным способом повышения проходимости автомобиля с колесной формулой 4х2 считалась замена заднего моста двухосной тележкой. Еще лучшие характеристики показывали машины, у которых на колеса задних мостов монтировались съемные гусеничные ленты. Многие автомобильные фирмы Европы и Америки уже развернули производство таких автомобилей. А потому в начале тридцатых годов прошлого века весьма остро стояла проблема оснащения Красной Армии трехосными (или, как тогда их называли, шестиколесными) грузовиками.

Предшественник

Раньше других за воплощение идеи взялись специалисты столичного Научного автотракторного института (НАТИ) и Ярославского государственного автомобильного завода (ЯГАЗ) №3. Москвичи разработали новый трехосный грузовик, получивший целый ряд оригинальных узлов. Среди них демультипликатор, главная передача и подвеска задних колес.

За основу взяли серийную Я-5, от которой остались двигатель, радиатор, передняя ось, руль, бензобак, кабина и оперение. Проект, получивший обозначение НАТИ-Я-9Д, в целом понравился ярославцам. Но с червячной главной передачей они не согласились, поскольку уже освоили изготовление главной передачи с коническо-цилиндрическим редуктором собственной конструкции. В нем верхнее расположение ведущей конической шестерни решало проблему привода заднего моста, обеспечивались простота монтажа, меньший износ, более высокий КПД и возможность восстановления агрегата почти на любом ремонтном или машиностроительном предприятии. Кстати, сходную конструкцию проходных мостов имеют современные полноприводные ЗИЛы, «Уралы» и КамАЗы.

Зато появление демультипликатора, заметно расширявшего диапазон тяговых усилий, нашло единодушное признание. Такую же реакцию вызвала разработанная в НАТИ подвеска задних колес типа WD. Своим названием она обязана инженерам британского военного министерства (War department). Благодаря удачному решению схема (ныне известна как «рессорно-балансирная тележка». - Ред.) получила широчайшее распространение на трехосных автомобилях, в первую очередь армейских.

Исполнение подвески на ЯГ-10 выглядело следующим образом. Оба ведущих моста с каждой стороны связаны двумя перевернутыми полуэллиптическими рессорами. Их средние части закреплены на кронштейне (башмаке), поворачивающемся относительно цапфы, которая приклепана к лонжерону рамы. Реактивные моменты от передачи тягового усилия воспринимают две продольные тяги, а дополнительную степень свободы задним мостам дают надетые на их чулки бронзовые сферические сухари внушительных размеров, которые к тому же позволяют избежать скручивания рессор. Каждый из сухарей охвачен кронштейном, с проушинами которого соединены концы коренных листов рессор.

Благодаря тому, что правая и левая пары рессор могут качаться независимо друг от друга, каждая из двух задних осей автомобиля может подниматься, опускаться и наклоняться в любую сторону, сохраняя горизонтальное положение рамы. И при движении грузовика по неровностям все колеса сохраняют постоянный контакт с опорной поверхностью, а нагрузка между ними распределяется равномерно. Это при соответствующей мощности мотора позволяло штурмовать бездорожье, совершенно недоступное двухосным машинам.

После установки на Я-5 двухосной задней тележки с проходными мостами детище НАТИ и ЯГАЗ получило обозначение ЯГ-10. В ноябре 1931 г. построили первый опытный образец. На второй (впервые в отечественной практике) установили демультипликатор, позволявший понижать скорость и увеличивать силу тяги в 1,4 раза на любой ступени в коробке передач.

Грузоподъемность машины возросла до 8 т (5 т на бездорожье), увеличилось и число передач: 8 вперед, 2 назад. Чтобы автомобиль полной массой почти 15 т обладал удовлетворительной динамикой, на него ставили двигатель Hercules-УХС мощностью 93,5 л.с. с коробкой передач Brown Lipe-554.

Первую колонну из новых автомобилей сформировали в начале 1932 г., к XVII Всесоюзной конференции ВКП(б). Тогда же машины совершили испытательный пробег по маршруту Ярославль-Минск-Ярославль. Более серьезную проверку ЯГ-10 прошел на специальном полигоне Управления механизации и моторизации (УММ) РККА. Его максимальная скорость составляла 45 км/ч, а с 8 т груза он двигался со средней скоростью 30-32 км/ч и мог преодолеть подъем до 20°.

Испытатели отмечали хорошую работу двухосной тележки. Для повышения проходимости по мягким грунтам на колеса задних мостов могли одеваться гусеничные цепи типа overral, которые удерживались на шинах силой трения. Обширные и насыщенные испытания помогли устранить недостатки автомобиля и провести его модернизацию в ходе серийного производства. Правда, отсутствие в стране отечественного двигателя соответствующей мощности не позволило развить выпуск машины. Военное ведомство, более других заинтересованное в трехосном автомобиле, забронировало оставшиеся в распоряжении предприятия моторы Hercules именно для ЯГ-10. Всего в течение 1932 - 1940 гг. изготовили 323 такие машины.

Конструкторская гонка

ЯГ-10 нравилась и шоферам, и самим конструкторам. Не удивительно, что разработчики на ее основе хотели создать машину с еще лучшей проходимостью и большей грузоподъемностью. В начале 1932 г. на заводе для этого сложились благоприятные условия. Военные, учитывая результаты испытаний трехосных машин, пришли к выводу, что армии требуется техника, способная перевозить людей и грузы по настоящему бездорожью в полосе боевых действий. Научно-технический комитет УММ РККА оперативно реагировал на появляющиеся зарубежные новинки. А проблема проходимости в ту пору в мире решалась установкой вместо заднего ведущего моста гусениц.

Ярославский автозавод получил задание разработать на базе Я-5 полугусеничную модификацию по типу французского вездехода «Сомуа». Но едва конструкторы приступили к работе, как получили новый заказ - создать полноприводный четырехосный грузовик по образу и подобию «засвеченного» в 1931 г. и уже проходившего испытания английского автомобиля Guy.

Ответственные армейские чины очень торопились, и руководство ЯГАЗ получило четкое указание: догнать британских соперников до того, как их новинка появится на мировом автомобильном рынке. Ведь фирмы Armstrong Siddley и Leyland уже проектировали аналогичные изделия! Так военные втянули ЯГАЗ в своеобразную битву умов, причем отечественным специалистам дали роль фаворитов.

А в коллективе ЯГАЗ, стане будущих исполнителей важного государственного заказа, торжествовали энтузиазм и жажда сотворения чего-то небывалого, да чтоб оно превосходило всех соперников. Девиз «Догнать и перегнать!» был руководством к действию. Стремление к высотам инженерной мысли и уровень ярославцев позволили спроектировать далеко не простую машину в рекордно короткие сроки.

Прелюдия к четырехоснику

Разработку грузовика, получившего индекс ЯГ-12, возложили на заведующего конструкторским отделом завода Алексея Семеновича Литвинова. Ему всячески содействовал директор предприятия Василий Алексеевич Еленин (оба позднее были репрессированы). Немало смелых решений в проект внесли конструкторы В.А. Ивлиев, И.В. Гангин, Г.М. Кокин, выполнившие основные разработки. Расчеты сделал молодой в ту пору инженер Виктор Васильевич Осепчугов, впоследствии главный конструктор ЛАЗ и профессор МАДИ. Технологические процессы разработал заведующий опытным производством, бывший рабочий П.И. Попрыкин.

Создание автомобиля с колесной формулой 8х8, сулящей большие достоинства, но относительно простого и надежного, стало в высшей степени заманчивой целью. В самом деле, с одной стороны, наличие четырех осей позволяло распределить полную массу автомобиля между большим числом колес, с другой – при использовании всех мостов в качестве ведущих грузовик получал возможность реализовать весьма высокое по сцеплению с грунтом тяговое усилие.

Чтобы не ухудшать маневренность, поворотными надлежало сделать колеса либо двух, либо всех осей. Ярославцы остановились на схеме со спаренными мостами (передняя и задняя двухосные тележки) и управляемыми колесами двух первых осей.

Надо сказать, в то время в мире четырехосные автомобили делали либо сравнительно легкими (4–6 т грузоподъемности) с очень высокой проходимостью, либо с обычной трехосной проходимостью, но тяжелые (собственная грузоподъемность 10–12 т и до 8–12 т на прицепе). Эти автомобили предназначались для организации массовых перевозок в районах, лишенных железнодорожного сообщения и сети дорог с твердым покрытием. Специалисты ЯГАЗ по сути избрали собственный путь, решив совместить высокую грузоподъемность с проходимостью.

Вполне естественно, агрегатной базой для новой модели стал уже проверенный эксплуатацией ЯГ-10. Чтобы превратить его в качественно иную машину с колесной формулой 8х8, пришлось с чистого листа создавать переднюю двухосную тележку с четырьмя ведущими и управляемыми колесами, доработать трансмиссию, а кроме того, подбирать потяжелевшему грузовику мотор с лучшими характеристиками. Задняя тележка, отлично проявившая себя в работе, осталась неизменной. Позднее, в процессе изготовления первого образца, от многих решений пришлось отказаться по технологическим и другим соображениям.

Составляющие успеха

Подходящего отечественного двигателя не было, потому использовали американскую рядную «шестерку» Continental-22Р, которая при рабочем объеме 8190 см³ выдавала 120 л.с. Многодисковое сухое сцепление и механическая четырехступенчатая коробка передач Brown Lipe-554 без изменений перекочевали с ЯГ-10. Крутящий момент на двухосные переднюю и заднюю тележки передавался от специально спроектированной раздаточной коробки, которую связывали с коробкой передач и главными передачами второго и третьего ведущих мостов карданные валы. Усилие на первый и четвертый ведущие мосты передавали отдельные карданные валы от второго и третьего соответственно.

Закрепленная на подрамнике силового агрегата «раздатка» с прямой и понижающей ступенями, впервые примененная в отечественном автостроении, в условиях бездорожья значительно увеличила силовой диапазон трансмиссии, а кроме того, обеспечивала привод лебедки, также ранее не устанавливавшейся на отечественных грузовиках. Из-за отсутствия на заводе оборудования для нарезания косозубых шестерен в трансмиссии ЯГ-12 использовались прямозубые, и во время движения грузовик издавал характерный «подвывающий» звук.

Абсолютной новизной отличался привод передних колес. Здесь конические одинарные главные передачи жестко крепились к раме машины, а крутящий момент к управляемым колесам передавали короткие поперечные карданные валы, на обоих концах каждого из которых установили универсальные открытые шарниры равных угловых скоростей, что вкупе с изогнутыми балками мостов позволило выполнить подвеску по схеме De Dion. Это обеспечило снижение неподрессоренных масс и увеличение грузоподъемности. Роль упругих элементов и одновременно балансиров выполняли две пары расположенных с обеих сторон рамы обратных полуэллиптических рессор, которые опирались на неразрезные балки мостов.

Поскольку в те годы особенности работы полноприводных многоосных трансмиссий не были изучены, А.С. Литвинов отказался от межосевых или межтележечных дифференциалов. От дефицитных тогда конических роликоподшипников, еще и требующих тщательной регулировки, также постарались избавиться. Все же трансмиссия получилась далеко не простой. В ней, например, использовалось 9 карданных валов, 18 универсальных шарниров, 30 шариковых и 12 роликовых подшипников. Поэтому, опасаясь ошибок при сборке, конструкторы составили специальные контрольные схемы для проверки направления вращения шестерен.

Основные узлы и агрегаты монтировались на раме, которая по заводской традиции состояла из склепанных швеллеров разного сечения. Конструкция получилась надежной, хотя и несколько тяжеловесной.

Серийный рулевой механизм червячного типа от грузовика Я-5 связали продольной рулевой тягой с управляемыми колесами второй оси и уже через них еще одной продольной тягой с колесами первой оси. Рабочие колодочные тормоза установили только в колесах задней тележки. Их механический привод снабдили таким же вакуум-усилителем, как и на ЯГ-10. Внутренний диаметр тормозных барабанов, кстати, составлял 460 мм (больше, чем у современных «Уралов» и КамАЗов), а ширина колодок - 100 мм. Стояночный тормоз ленточного типа разместили на заднем выходном валу раздаточной коробки, благодаря чему он через трансмиссию действовал на все колеса.

Для буксировки прицепа предусмотрели стержневую сцепку. Лебедку разместили под грузовой платформой между передней и задней тележками, вследствие чего подача троса обеспечивалась как назад, так и вперед. Для стоянки ЯГ-12 на косогоре применили горный упор, крепившийся к картеру четвертого моста. Водитель и два пассажира находились в привычной для завода закрытой деревянной кабине, позади которой располагалась несколько укороченная грузовая платформа от ЯГ-10, по размерам близкая к той, что позднее ставилась на ЗИЛ-130. 164-литровый бензобак разместили под сиденьем водителя. Поскольку в ту пору отечественная промышленность не баловала автостроителей, ЯГ-12 получил стандартные шины размером 40х8 дюймов, лишенные развитых грунтозацепов. Однако для накачивания шин на коробке передач стоял поршневой компрессор.

Для преодоления рыхлых участков дороги и уверенного движения по мягкому грунту на сдвоенные колеса задней тележки предназначались резинометаллические гусеницы шириной 460 мм. Запасное колесо размесили под грузовой платформой вблизи кабины с правой стороны. Слева напротив находился инструментальный ящик. Важно, что машину спроектировали уже в метрической системе, на которую ГАЗ и ЗИС перешли только в послевоенные годы.

Подарок к годовщине революции

Конструкторы направляли в цеха «горячие» чертежи, больше напоминавшие эскизы. А чистовые, выполненные по существовавшим нормам, изготовили только в 1933 г. Но уже в чертежах ЯГ-12 представлялся вершиной отечественной инженерной мысли. И конструкторы старались избежать даже малейших ошибок. От инженеров старались не отстать и рабочие, особенно мастера, обладавшие солидным опытом сборки экспериментальных машин, а также изготовления оригинальных узлов и деталей.

Изготовление деталей и сборка ЯГ-12 заняли около трех месяцев. В начале ноября эту работу удалось завершить. На заводе все знали об обещании директора показать новый автомобиль в Москве на Красной площади в рядах праздничной демонстрации. Поэтому строго соблюдался график работ, а любые задержки, обычные при изготовлении экспериментальных конструкций, ликвидировались за счет сверхурочной работы.

Ярославский триумф

ЯГ-12 (имени «Правды») отправили в столицу для участия в праздничной демонстрации во главе колонны трехосных ЯГ-10, идущих в порядке штатной сдачи готовой продукции. Заметьте, без каких-либо предварительных испытаний! Уже в пути четырехоска показала недюжинные ходовые качества, особенно исключительную приспособляемость к неровностям дороги. А следующий день, 7 ноября, стал триумфальным для ЯГ-12, который прошел по Красной площади. Страна увидела самый мощный в ее истории автомобиль.

В Москве с ним подробно ознакомились нарком обороны К.Е. Ворошилов, начальник управления моторизации РККА командарм 2 ранга И.А. Халепский, а также известный ученый-автомобилист профессор и будущий академик Е.А. Чудаков. Все они дали машине восторженные оценки. Их взорам предстало изделие, находящееся в одном ряду с самыми передовыми творениями лучших зарубежных компаний!

Для дальнейших испытаний и анализа конструкции автомобиль передали в НАТИ. Серьезную проверку машина прошла зимой 1933 г. В ходе ее грузовик показал невиданную прежде для колесных машин грузоподъемность, подвижность и проходимость. На шоссе ЯГ-12 уверенно вез 12, а на бездорожье 8 т груза. Это весьма высокая удельная грузоподъемность, какая и среди современных внедорожников встречается не часто.

Максимальная скорость грузовика полной массой 20 т достигала 45 км/ч при минимальном расходе топлива 52 л/100 км. Радиус поворота у 6,6-метрового автомобиля не превышал 9 м. На местности ЯГ-12 легко брал рвы и окопы шириной до 1,5 м, взбирался на подъемы крутизной 300, штурмовал броды глубиной 0,6 м, двигался по косогору, тяжелой грязи, полуметровой снежной целине.

Четырехоска поражала своей приспособленностью к пересеченной местности, насыщенной профильными препятствиями. Ей способствовали 320-мм дорожный просвет и рессорно-балансирные подвески, позволявшие каждому из колес (независимо от других или в любой комбинации по два и три колеса) переезжать через пни, камни, поваленные деревья, пороги и т.д. высотой до 45 см. При этом ЯГ-12 благодаря 12 скатам оказывал умеренное давление на грунт.

Неплохим подспорьем на бездорожье оказались резинометаллические гусеницы. Высокие тяговые качества и проходимость, наличие сцепного устройства и лебедки позволяли автомобилю служить полноценным армейским тягачом, способным буксировать тяжелые артиллерийские системы. В этом качестве он также стал первым. После ЯГ-12 лебедки на отечественных автомобилях начали устанавливать только на ГАЗ-63А и ЗИС-151А в 1949-1950 гг.

Четырехосная машина вызвала большой интерес. Предполагалось на ее шасси построить двухэтажный автобус и наладить выпуск ЯГ-12 для Красной Армии. ЯГАЗ планировал дальнейшие работы по совершенствованию конструкции и в 1933 г. изготовить еще семь автомобилей.

ЯГ-12 произвел сильнейшее впечатление и на научную общественность. В Академии моторизации и механизации РККА под руководством Е.А. Чудакова развернули исследование проблем, связанных с повышением проходимости транспортных машин. В частности, разрабатывали теорию полноприводного автомобиля. И в 1933 г. построили, а в начале 1934 г. испытали экспериментальный автомобиль с колесной формулой 8х8.

Машина, ставшая испытательным стендом, имела заднее расположение двигателя, независимую подвеску односкатных колес, средняя пара из которых была сближена, а крайняя разнесена. Опираясь на результаты опытов, удалось выявить определенные закономерности взаимодействия движителей с грунтом, уточнить влияние дифференциалов на возникновение дополнительных нагрузок в трансмиссии, установить эффективность блокирующих устройств в дифференциальном приводе всех колес, отработать конструкцию механизмов раздачи мощности по осям и рулевого привода при независимой подвеске колес. Полученные знания пригодились намного позднее.

Зарубежные конкуренты

Советский ЯГ-12 не уступал зарубежным разработкам. Тот же Guy (8х8) с односкатной ошиновкой колес на шоссе мог перевозить не более 5 т груза и буксировать трехтонный прицеп. Его максимальная скорость составляла 50-55 км/ч. Шестицилиндровый 96-сильный двигатель работал в паре с 4-ступенчатой коробкой передач, демультиплиактором и двухступенчатой «раздаткой», которую снабдили тремя выходными валами. Из них центральный передавал крутящий момент к задним проходным мостам с червячными главными передачами. А каждый из двух коротких поперечных валов с помощью бортовых червячных редукторов и карданных валов обеспечивал привод левой и правой пар передних управляемых колес. Последние могли отключаться в этом случае усилие распределялась между задними мостами. Отбор мощности на лебедку производился от коробки передач.

Задняя подвеска выполнена по схеме WD а два передних моста снабжались полуэллиптическими рессорами типа Woodhead дополненными рычагами-компенсаторами. Ножной тормоз действовал только на колеса третьей оси, что явно недостаточно для четырехосного грузовика.

Как видно из описания английская машина отличалась сложностью. Для управления ею в кабине пришлось расположить шесть рычагов и три педали. Особо впечатляла силовая передача на передние ведущие колеса с восемью карданными шарнирами и тремя парами червячных передач.

Главными изюминками другого восьмиколесного полноприводного грузовика фирмы Leyland, построенного в 1933 г., стала бескапотная компоновка и равномерно расположенные по базе односкатные колеса с шинами низкого давления, которые были ведущими и управляемыми. Автомобиль изначально предназначался для работы на грунтовых дорогах и бездорожье. На шоссе в собственном кузове тягач перевозил 3 т, а в каждом из двух четырехосных прицепов еще по 6 т. Полная масса автопоезда достигала 21,22 т. Правда, на проселке грузовик мог буксировать только один прицеп.

Для повышения плавности хода автомобиль оснастили разрезными осями, причем колеса попарно соединены балансирами. Каждый из них своей средней частью крепился к полуэллиптической рессоре, связанной с рамой. Чтобы сделать все колеса поворотными, их шарнирно соединили с вилками, расположенными на концах балансиров и для поворота снабдили разветвленной системой тяг и рычагов. В качестве энергетической установки использовали 105-сильный шестицилиндровый двигатель (8,84 л), радиатор которого расположили позади блока цилиндров.

Трансмиссия содержала трехступенчатую коробку передач, двухступенчатый демультипликатор, от которого центральным карданным валом крутящий момент передавался на редуктор, а далее – на червячные главные передачи ведущих колес. Чтобы уменьшить неподрессоренные массы, дифференциалы закрепили на поперечинах рамы. Рабочие тормоза установили на концах полуосей. Проходимость и маневренность машины достались дорогой ценой.

Оба автомобиля серийно не строились.

Превратности судьбы

После успешных испытаний ЯГ-12, по словам В.В. Осепчугова, отправили в одну из воинских частей Саратова. Там следы единственного экземпляра машины затерялись. Был утрачен ценнейший образец техники. Но не это в судьбе грузовика сыграло решающую роль. Военное ведомство, оценив все плюсы и минусы машины с четырьмя ведущими осями (в том числе и невозможность ее серийного производства), дальнейшие работы по ЯГ-12 закрыло в пользу двух- и трехосных полноприводных автомобилей. Хотя именно Научно-технический комитет УММ РККА инициировал работы по созданию четырехоски.

Несомненно, ЯГ-12, обладавший массой оригинальных технических решений, опережал аналогичные разработки не только в СССР, но и за рубежом. Полученным на его испытаниях результатам в нашей стране, к сожалению, не придали должного значения. И не потому, что не хотели или сочли ненужными. Они стали жертвой общей неготовности и самого ЯГАЗ, и отечественного автостроения в целом к серийному выпуску таких сложных транспортных средств. Финансов, как, впрочем, и высококвалифицированных специалистов, в ту пору было недостаточно.

Вместе с тем, бесценный опыт создания первого отечественного четырехосного автомобиля высокой проходимости повлиял на развитие многоосных тягачей, транспортеров и специзделий в послевоенные годы. Работы над полноприводными восьмиколесными машинами в нашей стране возобновили только в пятидесятые годы.