Артиллерийские тягачи Красной Армии (часть 2)

Приложение к журналу «МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР»

Следующий номер «Бронеколлекции»: монография «Танки Хонведшега»

ЗИС-42 раннего выпуска с кузовом типа ЗИС-5А. Правая фара закрашена в целях светомаскировки

Переделкой коммерческого двухосного грузового автомобиля в полугусеничный начал заниматься в 1928 году инженер НАМИ А.С.Кузин. Годом позже к нему присоединилась группа молодых энтузиастов: старший инженер Г.А.Сонкин, инженеры П.А.Лобунский, А.Э.Малаховский, В.Я.Флюков и Б.В.Шишкин. После детальной проработки

ряда альтернативных вариантов окончательно остановились на решении, от которого уже потом не отступали в течение последующих 15 лет: на заднюю ось автомобиля, сохранившую свою рессорную подвеску, вместо ведущих колес монтировались две специальные многокатковые балансирные тележки с резинокордными гусеницами. Привод осуществлялся цепью Галля от полуосей ведущих колес тележек, снабженных пневматическими шинами от «Форд-А». При этом среднее удельное давление на грунт, к тому же достаточно равномерно распределенное, снижалось до величины 0,2 — 0,25 кгс/см2, требуемой для уверенного движения по тяжелому бездорожью. Балансирная же подвеска хорошо приспосабливалась к неровностям грунта и, что важно, — снега: не срезала выступы, а взбиралась на них. Однако при движении по рыхлому снегу реактивный момент, возникавший на тележке от цепного привода, вызывал «зарывание» ее передней части и разгрузку задней. Тем не менее, полугусеничные автомобили всерьез заинтересовали военных, увидевших в них быстроходные тягачи для буксировки дивизионной и зенитной артиллерии. К тому же использование больших производственных мощностей новых автозаводов упрощало задачу быстрого насыщения Красной Армии относительно дешевыми вездеходами.

Наиболее подходящей базой для будущего тягача был стандартный 3-тонный ЗИС-5, достаточно прочный, относительно надежный и выносливый, с весьма «тяговитым» двигателем (максимальный крутящий момент на маховике 28 — 28,5 кгс/м) мощностью (по ОСТу) не менее 73 л.с. По сравнению с другими отечественными грузовиками (1,5-тонным ГАЗ-АА и 5-тонным ЯГ-4), он зарекомендовал себя в эксплуатации гораздо более работоспособным. Замечаний по нему было немного, хотя отмечались и недостатки, нечасто встречавшиеся на грузовиках: слабые ведущие конические шестерни и их подшипники в главной передаче, перенапряженные полуоси заднего моста (отсюда и нередкие их поломки), быстро изнашиваемые шкворневые узлы переднего моста, недостаточная прочность рулевого механизма. Все это в дальнейшем стало роковым для полугусеничных автомобилей.

Однако уже в 1936 году после проведения ряда конструкторских проработок на базе ЗИС-5 в НАТИ построили промышленный образец полугусеничного НАТИ-ВЗ («Вездеход ЗИС») грузоподъемностью 2,5 т (по снегу — 1,75 т), способного развивать на шоссе скорость 37,6 км/ч, достаточно уверенно преодолевать подъем по сухому грунту до 28° и брод — до 0,6 м. По сравнению с ЗИС-5, его собственная масса возросла на 1560 кг, но при среднем удельном давлении под гусеничным движителем всего 0,272 кгс/см2 машина свободно передвигалась по рыхлому снегу глубиной до 0,5 м и по болотистой луговине, едва выдерживавшей вес человека. Такой проходимости дополнительно способствовал опорный поддон под передней осью. При установке под передние колеса («автобусные», увеличенного размера 36x8") специальных лыж удельное давление под ними составляло всего 0,085 кгс/см2. Это еще больше повышало проходимость, поскольку задние гусеничные тележки шли по уплотненному лыжами снегу. Правда, при движении по грязи машина нередко застревала из-за буксования ведущих колес внутри гусеничных резинокордных лент шириной 390 мм, имевших металлические связующие плицы с наружными беговыми башмаками. К тому же гусеницы из-за невысоких реборд часто спадали на поворотах и при движении по склонам. На шоссе расход топлива был еще умеренным (72 л), но на тяжелом бездорожье он резко возрастал (до 200 л), а средняя скорость падала до 7 —10 км/ч. Однако это не остудило энтузиазма — все, и прежде всего военные, были просто заворожены невиданной ранее высокой проходимостью НАТИ-ВЗ.

Потому были приняты энергичные меры по организации производства столь нужной армии машины, и уже с 1939 года (фактически — с сентября 1938-го) автомобиль-вездеход "ВЗ" стал выпускаться на неплохо оснащенном 1-м Ленинградском военном авторемонтном заводе (ЛАРЗ-1), а со следующего года, после некоторой конструкторской и технологической доработки — на московском автозаводе им.Сталина под маркой ЗИС-22 (по заводским данным, в 1940 году здесь было выпущено 200 таких машин).

Полугусеничный автомобиль ЗИС-22

Полугусеничный автомобиль ЗИС-22-Н. Весна 1940 года

Небольшое количество "ВЗ" и ЗИС-22 приняли участие в финской войне, но показали себя плохо, в основном из-за свойственного им органического недостатка: усилия на гусеничную ленту каждой тележки передавались от обоих ведущих пневматических колес только силой трения, которой часто не хватало при движении по снегу и грязи. При этом боковые незаблокированные дифференциалы, установленные на тележках из необоснованной боязни возникновения циркуляции мощности внутри бортов, лишь усугубляли этот дефект. Кроме того, гусеницы сильно вытягивались, часто спадали и рвались, низкой была и механическая прочность движителей — "летели" даже болты креплений. Повороты автомобиля и маневры, особенно связанные с выходом из глубокой колеи, были весьма затруднительны, а в ряде случаев вообще невозможны. При обрыве цепного привода ведущих колес, тоже довольно частом, машина оставалась без тормозов (выводился из работы относительно эффективный трансмиссионный дисковый тормоз с ручным управлением, в то время как тормоза на передних колесах с ножным приводом совершенно "не держали"). Подвижность ограничивалась и нехваткой крутящего момента — из-за больших механических потерь в движителе машина шла очень "туго" и в основном на низших передачах (на I — II, редко — на III).

В итоге выяснилось, что Красная Армия не имеет работоспособных и надежных полугусеничных вездеходов. Поэтому в начале 1940 года решили собрать все образцы таких машин и провести их сравнительные испытания в тяжелых зимних условиях. В показе, проводившемся в конце морозного января 1940 года на опытном поле НАТИ, участвовали полноприводные автомобили ЗИС-К-1 (6x6), ЗИС-К-2 (4x4) с цепями противоскольжения и без них, полугусеничные ГАЗ-60, НАТИ-ВЗ и ЗИС-22. В НАТИ приехал начальник ГАБТУ Красной Армии командарм II ранга Д.Г.Павлов. На поле, покрытом полуметровым слоем снега, все машины полностью потеряли подвижность. Еще как-то, на пределе возможностей, передвигался ЗИС-22, но и у него со временем в гусеницы набивался и крепко спрессовывался снег, их "распирало", а пневматические шины буксовали в обледенелых беговых дорожках. Командарм ходил от машины к машине и ругался последними словами. После его отъезда промерзшие и расстроенные конструкторы собрались в проектном зале института, где и возникла общая идея о введении принудительного (вместо фрикционного) зацепления ведущих колес тележки с гусеницей и радикальной переделке последней. Компоновку новой тележки предложил и быстро набросал ее эскиз А.Ф.Андронов. Руководитель работ Г.А.Сонкин, больше всех переживавший за провал своего детища и ходивший взад-вперед по залу, ухватился за это решение. Быстро сформировали конструкторскую бригаду для его реализации. Буквально за двое суток, не выходя из НАТИ, разработали основные компоновочные чертежи: А.Ф.Андронов рисовал новые гусеницу, ведущие колеса, ленивцы и каретки; Г.И.Праль — новую рамку гусеничного движителя и наружные кожухи цепей; братья Георгий и Евгений Арманд — опорные ролики. Д.Д.Мельман упорядочил подшипниковые узлы; С.И.Котляр, по традиции, занимался расчетом рам и силовых соединений. В работе также принимали участие А.М.Бобков, Ю.К.Головин, А.Н.Макаренко, В.Ф.Родионов, Б.В.Шишкин.

И все-таки полугусеничный автомобиль с принудительным зацеплением ведущих колес сложился далеко не сразу. Сначала на опытном образце ЗИС-22-Н ("новый"), построенном весной 1940 года, решили сохранить привод на оба бортовых ведущих колеса, оборудовав их звездочками для принудительного зацепления с гусеницей. Учитывая слабость резинокордной гусеницы, применили довольно тяжелую металлическую с импортными резино-металлическими шарнирами "Джонсон" и наружными резиновыми башмаками (по два на звене). В каждой тележке вместо четырех пневмошин установили четыре ведущих колеса с резиновыми грузолентами, между парами которых были зажаты 23-зубовые звездочки. Вот тут уже для ликвидации кинематического рассогласования без бортовых дифференциалов было не обойтись. Естественно, усилили и рамку движителя, увеличили ее жесткость, в результате чего снаряженная масса машины возросла на 545 кг и достигла 5205 кг (из них на тележки пришлось 1973 кг), а максимальная скорость соответственно упала до 29,8 км/ч. Зато резко повысилась надежность гусеничного движителя — по крайней мере, удалось ликвидировать буксование ведущих колес.

Испытания ЗИС-22-Н на территории НАТИ проводились высококвалифицированными инженерами С.В.Звездиным и Г.А.Матеровым при активном участии водителей Ф.К.Кароля и Е.Н.Шувалова, на этот раз предельно тщательно и методически грамотно, что позволило дать машине вполне объективную оценку.

Полугусеничный автомобиль ЗИС-22-50. Лето 1940 года

Фотокопия чертежа ЗИС-22-50

На следующем образце машины — ЗИС-22-50— ликвидировали привод на заднюю звездочку — достаточно оказалось и одной передней. Для этого пришлось переделать и рамку движителя. За ненадобностью сняли эксцентриковые опоры поддерживающих роликов, так как необходимое натяжение гусениц теперь обеспечивалось продольным перемещением задних ленивцев, что было гораздо удобнее. В передних ведущих колесах тележек смонтировали колодочные тормоза с ножным приводом, хотя на выходе из коробки передач по-прежнему сохранялся центральный дисковый тормоз (от ЗИС-6) с ручным приводом. Все это повысило безопасность движения, поскольку возможность торможения сохранялась даже при обрыве приводных цепей. Но в результате масса тележек возросла до 2070 кг. Запас хода повысился за счет увеличенной на 160 л емкости бензобаков. И, самое главное, был установлен более мощный двигатель ЗИС-16 (85 — 88 л.с.), что позволило уменьшить передаточное число в цепном приводе тележки до 1,6 (на 10,6%). Ввиду постоянных перегревов двигателя радиатор поставили увеличенный, от ЗИС-6. Снаряженная масса машины еще больше возросла — на 640 кг, зато максимальная скорость достигла 38 км/ч.

Следующий, более рационально спроектированный полугусеничный автомобиль ЗИС-22-52 (тогда еще НАТИ-В32-52) получил совершенно новую, менее тяжелую гусеницу, состоявшую из двух замкнутых (с помощью петель) резино-кордных лент (основа — бельтинг-ткань Б-820) шириной 152,4 мм каждая производства Свердловского завода резино-технических изделий, связанных между собой коваными накладками, расположенными с постоянным шагом 100 мм и служащими для зацепления с ними ведущей звездочки. Одновременно к лентам крепились штампованные стальные плицы, предназначенные для удержания лент от соскакивания, и наружные фигурные башмаки из резины с привулканизированными к ним стальными основаниями— для улучшения сцепления с грунтом или снегом. При движении по мокрому асфальту эти башмаки также улучшали сцепление с поверхностью и не создавали излишнего шума. На обледенелой дороге на них могли дополнительно надеваться пять противобуксовочных шпор. Общая ширина такой сдвоенной гусеничной ленты составляла 400 мм, что считалось достаточным. Снаряженная масса машины уменьшилась до 5020 кг. Среднее удельное давление составляло уже 0,433 кгс/см2 — это было многовато для движения по снегу. Но в целом такое решение тележки сочли вполне пригодным и все конструкторские доработки велись на основе двух построенных машин ЗИС-22-52.