Технология колесных и гусеничных машин журнал официальный сайт
Опубликовано: 15.05.2024
Производители экскаваторов предлагают модели с гусеничными движителями и на колёсах. Но большая доля продаж в России приходится именно на «гусянки». Правда ли, что «колёсники» уступают в эффективности или это миф? Разберёмся вместе с экспертами.
Своим ли ходом?
На строительных площадках в России действительно преобладают гусеничные экскаваторы. Их везут на тралах за много километров к месту работ. Хотя, казалось бы, пневмоколёсный мог бы добраться своим ходом, сэкономив деньги. Но специалисты говорят, что это не так.
«Не надо забывать, что ходовая колёсного экскаватора — это не ходовая грузовика. Ходовая колёсного экскаватора не оснащена подвеской, и при перемещении на значительные расстояния в скором времени понадобится серьёзный ремонт. Ходовая колёсного экскаватора не предназначена для таких пробегов.
В США или Европе вы не увидите колёсный экскаватор, который едет с одного конца города на другой. Обычно их перевозят на низкорамных прицепах, потому что перевозка с одного объекта на другой на прицепе будет намного дешевле, чем перегон колёсного экскаватора своим ходом», — утверждает технический инструктор ООО «Джон Дир Русь» (бренд John Deere) Александр Нилов.
В случае, если экскаватор превышает положенные для перевозки тралом размеры или массу, то придётся получать согласование в ГИБДД.
«Несмотря на высокую стоимость транспортировки тралом, он наиболее безопасен. Низкорамные платформы, как правило, имеют ширину платформы 2,5-3,2 м, длину — 6-12 м. Перед транспортировкой нужно опустить стрелу. Для колёсных экскаваторов также возможна буксировка на жёсткой сцепке, но такой способ может негативно сказаться на состоянии трансмиссии и применим только для небольших расстояний.
Перегон своим ходом также возможен, но каждые 20-30 километров требуется дать машине отдохнуть 20-30 минут, чтобы избежать негативных последствий.
Для перевозки мини-экскаваторов можно использовать прицеп или универсальный эвакуатор, или тщательно закрепить экскаватор в кузове самосвала, если позволяет грузоподъёмность», — рекомендует генеральный директор ООО «Бетонсервис+» (бренд Tech-Rent) Михаил Иванов.
Технически, на гусеничные движители можно натянуть резиновые траки, чтобы экскаватор мог переехать своим ходом. Но опять же, на условное расстояние, разрешённое производителем. При нарушении данных рекомендаций эксплуатирующая организация может столкнуться не только с повышенным износом компонентов ходовой, но и с перегревом бортовых и опорных катков, напоминает Александр Нилов. К тому же сами резиновые траки довольно быстро износятся, да и на дорогу общего пользования всё равно выезжать запрещено.
Михаил Иванов предостерегает владельцев «гусянок» от применения резиновых траков на скользких поверхностях, так как уровень сцепления с поверхностью будет снижен и, к примеру, на мокрой плите их применение небезопасно.
Востребованы в своих нишах
По словам экспертов, несмотря на сложности транспортировки у обоих видов экскаваторов, главное преимущество колёсных в мобильности. Представитель John Deere подчёркивает, что этот вид техники очень популярен у предприятий сферы ЖКХ, а не у строителей, на чьих площадках колёса часто прокалывают арматурой и острыми камнями, да и сама машина из-за меньшего опорного контура ограничена в возможностях.
«Одним из главных преимуществ гусеничных машин является низкое удельное давление на грунт, и за счёт этого они могут перемещаться в условиях любой неподготовленной площадки. Обычно удельное давление на грунт гусеницы не превышает давления ступни человека на грунт.
Главным и единственным преимуществом колёсного экскаватора является то, что он может передвигаться между близко расположенными рабочими площадками, не испортив при этом асфальта. Примером такой работы может служить прокладка водопровода или канализации вдоль улицы, там, где нужно выкопать несколько шахт на небольшом расстоянии и перемещаться между ними», — поясняет Александр Нилов.
Он также добавляет, что по части обслуживания колёсные и гусеничные экскаваторы схожи и подчёркивает необходимость использования качественных масел и жидкостей, так как именно гидравлика обеспечивает работу всех ключевых систем.
«Из кардинальных отличий можно отметить технически более сложное устройство колёсных машин в части системы трансмиссии и привода. Срок полезного использования ходовой на гусеничной машине зависит от характера работы, а также своевременного обслуживания техники, в том числе, и регулировки степени натяжения гусеничной ленты», — уверяет эксперт John Deere.
Он допускает, что хоть сами шины стоят дешевле гусениц, ремонт ходовой части колёсного экскаватора обойдётся недёшево, если машина будет переезжать с объекта на объект своим ходом.
А вот глава компании по аренде строительной техники Tech-Rent считает, что ремонт ходовой части гусеничных экскаваторов обходится дороже, чем колёсных. При активной эксплуатации на строительных площадках технике требуется регулярная замена гусеничных башмаков, катков, звёздочек и других узлов.
«Колёсные экскаваторы — универсальная спецтехника, востребованная не только для земляных работ. Как правило, большинство производителей колёсных экскаваторов включают в стандартную комплектацию гидравлические контуры для присоединения навесного оборудования и поворотно-наклонный механизм. Навесное оборудование позволяет колёсным экскаваторам выполнять ландшафтные и садово-парковые работы, уборку снега, поднимать грузы на стройплощадке, выполнять погружение свай, пробиваться сквозь дорожное полотно к инженерным коммуникациям с минимальным ущербом», — приводит пример Михаил Иванов.
Генеральный директор ООО «Бетонсервис+» (бренд Tech-Rent) Михаил Иванов
«Большая часть территории России не освоена, в то время как территория Европы густонаселена и достаточно благоустроена. Массовое применение гусеничных экскаваторов способно нанести ощутимый ущерб дорожному покрытию, а перемещение их на специальном трале выйдет значительно дороже, в то время как колёсный экскаватор способен самостоятельно передвигаться.
При работе в условиях плотной городской застройки Европы целесообразнее применять высокоманевренную технику, а гусеничные экскаваторы все же достаточно неуклюжи.
В России большое количество ресурсодобывающих площадок, обустройство которых требует применения высокомощных экскаваторов, поэтому гусеничные модели так популярны в нашей стране. Также они более востребованы в РФ из-за специфики климата, так как эффективно работают в любых, даже самых сложных погодных условиях. Гусеницы позволяют спецтехнике передвигаться по любым поверхностям и склонам, по снегу и льду.
Гусеничные экскаваторы чаще всего применяют при расчистке неосвоенных участков, разрушении зданий, в карьерах и при необходимости высокопроизводительной выемки грунта. На слабых, топких и неровных грунтах гусеничным экскаваторам нет равных: отличное сцепление с поверхностью и мощная тяга, невысокие показатели удельного давления на грунт.
Ещё один фактор, влияющий на популярность гусеничных экскаваторов, — низкая цена (на 20-30% ниже, чем колёсных). Кроме того, при покупке колёсного экскаватора взимается утилизационный сбор. Поэтому по количеству единиц проданной техники в РФ гусеничные экскаваторы превосходят колёсные практически в 2 раза.
Колёсные экскаваторы идеальны в условиях, когда необходимо передвигаться между несколькими строительными площадками, а также при работах вдоль дорожного полотна. Кроме того, есть много моделей с укороченным вылетом задней части, что упрощает работу в городских условиях».
ПРОТИВ
Технический инструктор ООО «Джон Дир Русь» (бренд John Deere) Александр Нилов
«Не стоит категорично утверждать, что рынок колёсных машин превалирует в Европе, хотя объём рынка, безусловно, значительно больше, чем в России. При этом есть сильный перекос в распределении колёсных и гусеничных машин между конкретными странами.
Так, например, в Великобритании, которая является самым большим рынков экскаваторов в Европе, колёсные машины составляют порядка 5% от общего объёма, а в Нидерландах до 50%.
Данное распределение в первую очередь связано с характером работы машин, а также с ожиданиями клиентов относительно их универсальности. Гусеничные машины обеспечивают работу с самым широким диапазоном навесного оборудования.
В настоящий момент большинство клиентов ожидает, что экскаватор будет не только «копалкой», но и сможет работать с гидромолотом, буром, виброплитой, вибропогружателями, а также фрезами, мульчерами, гидравлическими ножницами и так далее, и ему не нужно будет стелить плиты, например, для работы на берегу реки. Колёсный экскаватор попросту утонет на влажной мягкой земле.
Из недостатков колёсных экскаваторов также можно выделить меньшую устойчивость и универсальность машины, поскольку даже при опущенных аутригерах колёсные машины обладают меньшим опорным контуром. Кроме того, любые шины, даже самые прочные, подвержены проколам и порезам, что зачастую случается на строительных площадках.
Для колёсных машин нужна замощённая дорога или, по крайней мере, грунты с высокой несущей способностью. Колёсные экскаваторы в отличие от гусеничных попросту не могут работать в условиях не подготовленной строительной площадки».
Подготовил Артём Щетников
В журнале статья опубликована под названием «О бедных «колёсниках» замолвите слово»
Делимся идеями, комментируем и критикуем.
Стена открытая - добавляйте интересную информацию, новости в области науки, автомобиле, тракторо, танко-строения и смежных областях.
Для того чтобы дальше не превращать группу в помойку, хештеги для удобного поиска:
- Все записи
- Записи сообщества
- Поиск
Колесные и гусеничные машины запись закреплена
Посетили с Матвеем Культуру Заноса / DRIFT SCHOOL SPB
Дрифт - спорт дорогой и небезопасный. Резина - расходный материал, чтобы проворачивать колеса на асфальте нужен мощный двигатель и много вытекающих из этого проблем. Нужна закрытая площадка.
Хороший вариант покататься на крутых машинах, поучиться управляемому заносу именно на асфальте и получить кучу эмоций.
Прохождение в заносе с точки зрения спорта неэффективно, но чувства, когда машина летит в повороте по инерции перед этим поставившись в поворот на большой скорости, незабываемые.
Колесные и гусеничные машины запись закреплена
Карьерный КАМАЗ полностью рассекречен.
Он носит рабочее название «Геркулес 40» — приводим характеристики по данным московского подразделения КАМАЗ-Бауман при МВТУ имени Баумана, которое и разрабатывало машину. Снаряженная масса — 40 т, грузоподъемность — 35 т, полная масса — 75 т. Тип привода — гибридный, дизель-электрический (последовательный гибрид).
Колесные и гусеничные машины запись закреплена
Машиностроительный завод ТОНАР
В мае наш завод представил свой первый шарнирно-сочлененный самосвал Т-35. О том, что он из себя представляет, как в дальнейшем будет развиваться этот проект и как в целом будет развиваться предприятие, узнаем в интервью технического директора Юрия Павловича Вайнштейна журналу "СпецТехника и Коммерческий Транспорт".
Показать полностью.
– Среди ежедневно выпускаемых 26 прицепов и полуприцепов какие наиболее востребованы?
– Больше всего "ТОНАР" изготавливает шторных полуприцепов. На втором месте – изотермические, а третье примерно поровну делят полуприцепы-самосвалы и контейнеровозы. И в среднем по два в день делаем сельскохозяйственные прицепы и полуприцепы. Казалось бы, их объем в общем выпуске не велик, но у сельскохозяйственной техники, из-за значительной трудоемкости и огромного разнообразия модификаций, весьма высокая доходность. Сегодня мы уверенно закрепились на рынке прицепов и полуприцепов сельскохозяйственного назначения, войдя в число их основных производителей в стране.
– А как у машиностроительного завода "ТОНАР" развивается автомобильное направление? Я имею ввиду производство карьерных самосвалов и тяжелых автопоездов?
– Прежде всего, не совсем верно называть наши самосвалы карьерными. Потому что карьерные самосвалы доставляют руду на поверхность из глубоких карьеров, их стараются сделать максимально большими и оснащают сверхмощными двигателями. Поскольку за пределами карьеров
такие самосвалы использовать нерентабельно, они разгружаются где-то поблизости, а на перерабатывающие заводы или к местам погрузки на железнодорожный транспорт руду перевозят уже другие самосвалы, специально предназначенные для перемещения груза по технологическим дорогам. Вот их-то "ТОНАР" и выпускает с 2013 года. Сейчас в производстве находится второе поколение таких самосвалов. Продолжаем делать
45-тонные ТОНАР-45251. Например, в июне два из них поставили структурам "Росатома". Появившийся в 2018 году ТОНАР-7501 грузоподъемностью 60 тонн на сегодня изготовлен в количестве 14 экземпляров, 12 из которых эксплуатирует "Стройсервис". Зарекомендовали они себя хорошо, поэтому сейчас идет работа по заключению с упомянутой компанией второго контракта, по которому она получит еще два десятка ТОНАР-7501.
Что касается седельных тягачей, точнее, многозвенных восьмиосных самосвальных автопоездов, то на сегодня по заказу компании "АЛРОСА"
их изготовлено два, и оба работают на Верхне-Мунском месторождении, перевозя алмазосодержащую руду на плече порядка 170 км. Первый, грузоподъемностью 130 тонн, отгрузили заказчику в 2016 году, а второй приступил к работе тремя годами позже. Этот автопоезд во главе с трехосным седельным тягачом ТОНАР-7502 по основным характеристикам близок к первому, но сделан уже с учетом его эксплуатации, а потому получил фактически полностью переработанную конструкцию. В этом году завод изготовит еще четыре таких автопоезда, которые отправятся работать на то же алмазное месторождение. Таким образом, мы взялись за разработку шарнирно-сочлененных самосвалов, имея уже многолетний опыт в создании тяжелой самосвальной техники. И это позволило нам в короткие сроки запустить в производство весьма достойную машину, которая, уверен, получит высокую оценку и будет пользоваться спросом со стороны заказчиков.
– В России сегодня используются исключительно импортные шарнирно-сочлененные самосвалы. Ваш будет в чем-то принципиально от них отличаться?
– Конструкция всех таких самосвалов в целом схожа и определяется их назначением. А предназначены они в первую очередь для вскрыши залежей полезных ископаемых, для строительства дорог, трубопроводов и других объектов в удаленной труднопроходимой местности. Эта местность как правило заболочена, испещрена ручьями, балками и оврагами, укрыта глубоким снегом зимой. Поэтому от таких самосвалов требуется высочайшая проходимость, как, впрочем, и высочайшая надежность, поскольку места их работы обычно сильно удалены от баз снабжения, и в случае возникновения неисправности доставлять запасные части трудно, долго и дорого.
Базовая конструкция подобных самосвалов устоялась давно, и наш ТОНАР Т-35 здесь не исключение. В основе этой конструкции – передняя
и задняя отдельные рамы, соединенные гидрофицированным механизмом сочленения. На первой размещены силовой агрегат, передний мост
и кабина, на второй – два других моста и кузов с механизмом подъема.
Высокий уровень проходимости обеспечивают полный привод, внушительный дорожный просвет, большие колеса с широкопрофильными шинами, механизмы блокировки межосевых и межколесных дифференциалов, и конечно же, "ломающаяся" рама, которая и наделяет эти машины внедорожными качествами, недоступными никакой другой колесной технике. А также очень высокой маневренностью.
Пожалуй, единственное, чем наш шарнирно-сочлененный самосвал отличается от наиболее распространенных моделей других производителей – применением подвески на резиновых упругих элементах, которая по сравнению с используемыми конкурентами подвесками других типов значительно проще, дешевле и ремонтопригоднее, при этом не уступая, а может, даже превосходя их по надежности. Это не пустые слова: наши самосвалы и автопоезда с такой подвеской без каких-либо проблем с ее стороны уверенно работают в Сибири даже при морозах -60° С.
– ТОНАР Т-35 предложите как самостоятельную модель, или же он станет частью семейства шарнирно-сочлененных самосвалов?
– Планируется семейство шарнирно-сочлененных самосвалов, включающее уже проходящий испытания ТОНАР Т-35, а также более тяжелый ТОНАР Т-45, опытный образец которого мы построим до конца текущего года. Грузоподъемность первого составляет 35 тонн, второго – 45 тонн. При этом между двумя моделями – широчайшая унификация: разрабатывая ТОНАР Т-35, мы заложили в его конструкцию значительный запас прочности, поэтому для ТОНАР Т-45 будут использованы те же передняя и задняя рамы, те же механизм сочленения, двигатель, коробка передач, раздаточная коробка, подвески и мосты. И, естественно та же кабина. По большому счету, различаются эти два самосвала только колесами и кузовами:
ТОНАР Т-45 получит более широкие и грузоподъемные шины, а также более вместительную самосвальную платформ за счет увеличенной высоты бортов. Более того, по мостам, которые мы, как и раздаточную коробку, планируем изготавливать самостоятельно, шарнирно-сочлененные самосвалы будут унифицированы с другими выпускаемыми заводом самосвалами и седельными тягачами.
– Все же организация производства ведущих мостов и раздаточных коробок – весьма непростое и затратное дело, за которое не всегда берутся даже крупные автозаводы. Насколько глубокую их локализацию запланировал "ТОНАР"?
– Изготовление ведущих мостов и раздаточных коробок машиностроительный завод "ТОНАР" развернет при широком участии партнеров: наши производственные возможности после приобретения дополнительного термического и механообрабатывающего оборудования позволят обрабатывать часть поступаемых на завод заготовок шестерен, самостоятельно нарезать прямозубые шестерни. А косозубые пока планируем получать от специализированных предприятий, как и литые детали – у раздаточной коробки это обеспечивающий интенсивный отвод тепла алюминиевый корпус, а у мостов – картер главной передачи, к которому будем приваривать "чулки" собственного производства. Также у партнеров закажем колесные ступицы, корпуса барабанов и фрикционные диски для тормозных механизмов мокрого типа. Выбор на такие механизмы пал не случайно – они очень надежные, долговечные и, благодаря высокой эффективности, позволяют обойтись без применения трансмиссионного тормоза. В дальнейшем планируем полностью локализовать производство мостов и раздаточной коробки, но наш механообрабатывающий цех, чтобы вместить докупаемое для этого оборудование, требуется увеличить раза в четыре. Поэтому мы сначала расширим производственные помещения, введем в строй дополнительные мощности на новой площадке, а уже затем приступим к полной локализацией упомянутых комплектующих.
– Правильно ли понимать, что новая площадка – это по сути новый, запланированный к строительству завод?
– Значительное наращивание производства прицепной техники, запуск в серию перспективных самосвалов и других машин, а также расширение выпуска комплектующих требуют приобретения значительного количества дополнительного производственного оборудования, что выливается в необходимость значительного расширения площадей под его размещение и в существенное увеличение энергозатрат. Поэтому уже принято решение о строительстве еще одного производственного корпуса примерно в трех километрах от нашей нынешней площадки. Этот корпус расположится недалеко от электроподстанции, поэтому в нем разместим наиболее энергоемкое производственное оборудование, включая предназначенное для изготовления осей, для механической и термической обработки, а также перенесем туда сборку самосвалов, тягачей и пока только проектируемой гаммы строительных машин. Но пока об этом говорить еще рано.
– Вернемся к шарнирно-сочлененным самосвалам. Какие еще их комплектующие планируете локализовать у себя?
– Из значимых агрегатов помимо ведущих мостов и раздаточной коробки мы локализуем переднюю и заднюю рамы, механизм их сочленения, самосвальный кузов, кабину, А-образные рычаги передней подвески и балансиры задней подвески. Естественно, силовой агрегат: двигатель
и автоматическую гидромеханическую коробку передач, которой на таких самосвалах просто нет альтернативы, мы у себя изготавливать не собираемся.
– Что это будет за силовой агрегат? Кто его поставщик, какие у него характеристики?
– Под капотом первого образца ТОНАР Т-35 установлен рядный 6-цилиндровый дизель Cummins QSZ13 рабочим объемом 13 л, на максимуме развивающий 410 л.с. и 2100 Нм. По автомобильной терминологии это двигатель миллионник, но, поскольку у подобных самосвалов ресурс измеряется в моточасах, правильнее сказать, что он гарантированно отработает те 18 –20 тыс. моточасов, на которые подобные самосвалы, как правило, рассчитаны. Второй вариант – отечественный 15-литровый дизель ЯМЗ-6585, представляющий собой современную версию хорошо всем известного V-образного 8-цилиндрового ЯМЗ-238. Его в Ярославле сейчас дорабатывают специально для нас, чтобы он развивал, как и Cummins,
те же 2100 Нм на тех же 1400 оборотах. Конечно, у ЯМЗ-6585 не столь высокий ресурс, но он нам нужен для комплектации самосвалов, поставляемых по контрактам с госзаказчиками, у которых есть определенные требования по уровню локализации закупаемой техники. И с одним, и с другим двигателями агрегатируется автоматическая гидромеханическая коробка передач Allison 4500 – никой другой вместо нее не поставишь, потому что ни у нас в стране, ни за рубежом серийно выпускаемых гидромеханических коробок иных марок с подобными техническими и эксплуатационными характеристиками попросту нет.
В первые полтора десятка лет после победы Октября автомобильная промышленность Советского Союза развивалась весьма хаотично — как сухая соломинка в море уже сложившихся в мире конструктивных направлений. Одним из них стало создание армейских полугусеничных машин повышенной проходимости. Неразборчивая увлеченность такой автотехникой, ошибочно принятой за магистральный путь развития советских вездеходов, со временем превратилась в мощную разрушительную силу при формировании автопарка Красной армии, а в военные годы лишила ее работоспособных внедорожных машин.
П ристрастие к полугусеничным автомобилям можно, видимо, объяснить обаянием усатого француза Адольфа Кегресса, шофера царя Николая II, создававшего первые в мире машины-снегоходы со съемными гусеничными движителями вместо задних колес. В Стране Советов это наследие воплотилось в «революционных» полугусеничных броневиках «Остин-Путиловец» и в изучении сохранившихся машин Кегресса.
Позднее на горьковских первенцах ГАЗ-А и ГАЗ-АА появились опытные вездеходы с модернизированными движителями системы «Кегресс» и лыжами на передних колесах. Они оказалась тяжелыми и громоздкими, а продолжительность замены колес на гусеницы достигала двух часов.
Постепенно эпицентром работ по полугусеничной технике стал Научный автомоторный институт (НАМИ), переименованный в 1931-м в автотракторный (НАТИ). Создание столь сложных машин проводилось буквально на одном энтузиазме советских конструкторов в неимоверных потугах «догнать и перегнать». И вряд ли они осознавали, что вся эта работа заранее обречена на провал: базой всех советских полугусеничных автомобилей являлись обычные маломощные грузовики ГАЗ-АА и ЗИС-5, отличавшиеся лишь элементами движителей, путаными маркировками и вообще не годившиеся для этих целей.
Первые полугусеничные автомобили конструкции НАМИ/НАТИ
В НАМИ секретная разработка полугусеничных машин проводились с 1923 года в секретном спецотделе под контролем ОГПУ, НКВД и Наркомата обороны, представители которых увидели в этой технике недорогие средства для преодоления труднопроходимой местности, сопровождения кавалерии и буксировки легкой артиллерии. С 1931-го отдел возглавлял инженер Г. А. Сонкин, одержимый уже изжившей себя концепцией Кегресса с его фрикционными приводами гусеничных лент.
Первый советский работоспособный полугусеничный автомобиль НАТИ-2, который мы уже упоминали, считается основоположником всего последовавшего за ним семейства. Его построили на базе грузовика Ford-AA советской сборки с передними двускатными колесами. Резинокордные гусеницы приводились передними и задними ведущими фрикционными колесами с цепным приводом от заднего моста шасси.
Полугусеничные автомобили на шасси ГАЗ-АА/ММ
Реорганизация НАТИ 1933 года вылилась в исполнение заказов ОГПУ на полугусеничную технику с индексом В (вездеход), смонтированную на полуторках ГАЗ-АА и ГАЗ-ММ с моторами в 40 и 50 сил, которые долго дорабатывали и испытывали в различных дорожных условиях и климатических зонах.
В 1934-м, после всесторонних испытаний гражданских вездеходов НАТИ-3 появился опытный 50-сильный военный автомобиль НАТИ В-3. Его оборудовали движителями с резинокордными гусеничными лентами и четырьмя двускатными фрикционными колесами, которые приводились от заднего моста автомобиля цепными передачами, установленными внутри металлических кожухов. На передние колеса монтировали одно- или двускатные колеса или лыжи двух видов. Вездеход выдержал приемочные испытания и был рекомендован к серийному выпуску.
Через два года на укороченном шасси В-3 был разработан бронеавтомобиль БА-30 со сварным корпусом и башней от бронемашины БА-20. В отличие от базового автомобиля его оснастили бортовыми дифференциалами в приводе гусениц, передними роликами для повышения проходимости и пулестойкими шинами. После испытаний военная комиссия смело признала его непригодным для службы в РККА.
После нескольких лет застоя из-за репрессий о вездеходе В-3 вспомнили только в январе 1938-го. В срочном порядке его доработали, переставили на ГАЗ-ММ и присвоили короткий индекс НАТИ-В. К концу года 1-й Ленинградский авторемонтный завод (1-й ЛАРЗ) из деталей Горьковского завода собрал около 250 машин. С переводом производства в Горький их переименовали в ГАЗ-60.
Опытный грузовик НАТИ-В — предшественник серийной машины ГАЗ-60 (из коллекции А. Кириндаса)
Вездеход ГАЗ-60 и его варианты (1939–1940 гг.)
На Горьковском автозаводе серийный выпуск автомобиля ГАЗ-60 начался весной 1939-го. В целом он соответствовал варианту НАТИ-В с доработанными и усиленными узлами. По результатам приемочных испытаний было констатировано, что он «крайне необходим Красной армии» и на бездорожье в любое время года «не уступает по прочности, надежности и экономичности серийным трехосным автомобилям».
ГАЗ-60 поступал на службу в РККА, войска НКВД, подразделения ВМФ и в систему ПВО СССР. Областями его применения были доставка грузов и личного состава на местности, буксировка легких пушек и установка зенитных пулеметов, однако в реальных боевых условиях вездеход не смог оправдать победных реляций. В ходе зимней Советско-финляндской войны 1939–1940 годов на нем обнаружились многочисленные дефекты, слабость всей конструкции и неспособность преодолевать глубокий снег.
Серьезные неисправимые недостатки привели к решению о срочном переходе на упрощенную машину ГАЗ-65, способную в полевых условиях быстро переходить с колес на полугусеничный ход и обратно. Ее движители оборудовали стальными гусеницами с приводом от задних зубчатых барабанов, крутящий момент на которые передавался роликовой цепью от звездочки, закрепленной между двойными скатами каждого ведущего колеса автомобиля.
Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Котиев Георгий Олегович, Мирошниченко Анатолий Васильевич
Рассмотрены вопросы определения базовых платформ высокоподвижных бронированных колесных и гусеничных машин для транспортировки военнослужащих, грузов и монтажа вооружения. Выделены три типа (семейства) машин для эксплуатации в районах с разными условиями движения: колесные (8 х 8), гусеничные, двухзвенные гусеничные.
Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Котиев Георгий Олегович, Мирошниченко Анатолий Васильевич
The development of highly mobile armored wheeled and tracked vehicles of the new generation
Issues of defining the basic platforms for highly mobile armored wheeled and tracked vehicles for transporting troops, cargo and weapon mounting are considered. Three types of vehicles are specified for the use in areas with different driving conditions: (8 x 8) wheeled vehicles, crawlers, articulated tracked vehicles.
Текст научной работы на тему «Разработка высокоподвижных бронированных колесных и гусеничных машин нового поколения»
Разработка высокоподвижных бронированных колесных и гусеничных машин нового поколения
© Г.О. Котиев1, А.В. Мирошниченко2
1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
2 ООО «ОКБ «Техника»», Москва, 115191, Россия
Рассмотрены вопросы определения базовых платформ высокоподвижных бронированных колесных и гусеничных машин для транспортировки военнослужащих, грузов и монтажа вооружения. Выделены три типа (семейства) машин для эксплуатации в районах с разными условиями движения: колесные (8 х 8), гусеничные, двухзвенные гусеничные.
Ключевые слова: колесная машина, гусеничная машина, подвижность, защищенность.
В разных странах получают распространение бронированные колесные и гусеничные машины, предназначенные для решения однотипных задач по транспортировке военнослужащих, вооружения и грузов. Как правило, колесные (8 х 8) и гусеничные машины имеют приблизительно равную массу и уровень бронирования, оснащаются единым комплексом вооружения и одной и той же силовой установкой, используются для решения схожих задач, например по транспортировке военнослужащих (в России БМП-3 и БТР-90).
В настоящее время требования к эксплуатационным свойствам бронированных колесных и гусеничных машин для транспортировки личного состава отечественных Вооруженных Сил претерпели существенные изменения. Вплоть до конца 1980-х годов отличительными чертами таких машин (БМП-1,2,3, БТР-60,70,80, БМД-1,2, МТ-ЛБ, ПТ-76) являлись:
• полная масса до 15 т и удельная мощность силовой установки порядка 15.. .20 кВт/т;
• возможность движения по пересеченной местности и преодоления водных преград;
• защита экипажа и десанта противопульным бронированием;
• оснащение относительно легким стрелково-пушечным вооружением.
Следовательно, из трех основных свойств рассматриваемых машин — огневая мощь, защищенность и подвижность — предпочтение отдавалось подвижности.
Г.О. Котиев, А.В. Мирошниченко
Известно, что подвижность оценивается быстроходностью при движении по неровной поверхности и криволинейному пути, опорной и профильной проходимостью, автономностью (запасом хода), возможностью преодоления водных преград.
Опыт локальных конфликтов и войн последних лет показывает, что на передовые позиции у рассматриваемых машин выходит защищенность. Причем рассматривается противопульная и противоснарядная защита, а также стойкость к минно-взрывному воздействию. Как правило, речь идет о подрыве под днищем мины до 6 кг в тротиловом эквиваленте, стойкости к воздействию снарядов калибром до 45 мм и кумулятивных гранат в передней части машины и противопульной защите (калибр до 12,7 мм) по периметру машины.
Традиционные мероприятия повышения защищенности (использование экранов, «керамической брони», взрывозащищенных сидений, активной защиты и др.) приводят к увеличению массы машины, что зачастую также связано с желанием поднять огневую мощь устанавливаемого вооружения. По совокупности мероприятий масса машины может достигать 30 т.
Таким образом, реализация показателей подвижности машин хотя бы на достигнутом ранее уровне становится весьма проблематичной. Для обеспечения опорной проходимости необходимо в 2 раза увеличить опорную площадь движителя по сравнению с предшествующими аналогами. Преодоление водных преград потребует увеличения габаритных размеров корпуса машин. Средняя скорость на совокупности дорожных условий останется неизменной, если увеличить в 2 раза максимальную мощность силовой установки в сочетании с совершенствованием систем подрессоривания и управления движением машин.
Естественно, что совмещение всех указанных мероприятий с потребным ростом подвижности в пределах одного образца (колесной или гусеничной) машины становится неразрешимой задачей.
Выходом из сложившейся ситуации может послужить реализация принципа «базовых платформ». Суть принципа заключается в создании в каждом классе (семействе) базовой машины минимальной комплектации — платформы. Платформа содержит силовую установку, трансмиссию, ходовую часть, защищенную несущую систему, необходимую для монтажа различных систем, и бронированное отделение управления. Платформа является наиболее подвижной. Другие машины семейства представляют собой комбинацию элементов и систем для получения специфических свойств. Так, высокоподвижный транспортер, пригодный, например, для десантирования с воздуха, может быть получен на платформе добавлением забронированного отделения десанта и «легкого» вооружения. У машины с повышенной минно-взрывной
стойкостью в связи с увеличением массы, возможно, придется отказаться от высокой опорной проходимости и плавучести. Тем не менее важнейшее для данного случая свойство машины будет реализовано. На единой платформе могут быть созданы противотанковые, зенитные и артиллерийские комплексы и т. д. Следовательно, будет достигнута высокая унификация машин для решения различных задач.
Для реализации принципа «базовых платформ» необходимо обосновать семейства машин, технические характеристики платформ и допустимую полную массу машин каждого семейства. Целевой функцией должна быть высокая унификация платформ разных семейств, реализация разнообразных свойств (по защищенности, огневой мощи и т. д.) на платформах в пределах семейства и достижение перспективных показателей, характерных для высокоподвижных колесных и гусеничных машин.
Как правило, при эксплуатации в районах с развитой сетью дорог и слабодеформируемым грунтом целесообразно применять колесные высокоподвижные бронемашины с колесной формулой 8 х 8. Если движение осуществляется в основном вне дорог, то применяют гусеничные машины с традиционным двухгусеничным движителем. И те, и другие должны иметь возможность преодоления водных преград. В том случае, если эксплуатация в основном проходит на слабонесущих грунтах, заболоченной местности, на опорной поверхности с глубоким снежным покровом, следует применить бронированные плавающие двухзвенные гусеничные машины, чертеж общего вида которых показан на рисунке далее.
Таким образом, выделяют три семейства высокоподвижных бронированных машин: колесные (8 х 8), гусеничные, гусеничные двух-звенные.
Считается, что перспективные показатели подвижности могут быть достигнуты использованием энергетических установок с накопителями энергии (комбинированных энергетических установок), электромеханических трансмиссий с возможностью управления потоками мощности и рекуперацией энергии торможения, управляемых систем под-рессоривания с пневмогидравлическими элементами, бортовых информационно-управляющих систем, новых (композитных) материалов в конструкции несущих систем и движителя. В такой постановке достигается высокая унификация платформ разных семейств. Кроме того, платформы практически готовы для создания на их базе робототехни-ческих комплексов.
Решение научной проблемы определения свойств высокоподвижных колесных и гусеничных машин нового поколения должно опираться на анализ условий эксплуатации, способов их применения и про-
Чертеж общего вида двухзвеииой гусеничной машины
гнозирования характеристик машин с использованием математического моделирования рабочих процессов.
Математические модели машин должны базироваться на теории взаимодействия движителя с разными типами опорной поверхности (деформируемый и недеформируемой), теории подрессоривания, теории криволинейного движения, теории ударно-волнового воздействия и т. д., т. е. на использовании всех современных представлений о заимодействии машин с внешней средой.
Подводя итог изложенному выше, можно сделать следующие выводы:
• для разработки высокоподвижных бронированных колесных и гусеничных машин нового поколения следует рассматривать три базовые платформы: колесную (8 х 8), гусеничную, двухзвенную гусеничную;
• актуальной является проблема определения характеристик базовых платформ с использованием математического моделирования динамики системы машина—внешняя среда для получения перспективных показателей подвижности и защищенности бронированных колесных и гусеничных машин нового поколения.
В первые полтора десятка лет после победы Октября автомобильная промышленность Советского Союза развивалась весьма хаотично — как сухая соломинка в море уже сложившихся в мире конструктивных направлений. Одним из них стало создание армейских полугусеничных машин повышенной проходимости. Неразборчивая увлеченность такой автотехникой, ошибочно принятой за магистральный путь развития советских вездеходов, со временем превратилась в мощную разрушительную силу при формировании автопарка Красной армии, а в военные годы лишила ее работоспособных внедорожных машин.
П ристрастие к полугусеничным автомобилям можно, видимо, объяснить обаянием усатого француза Адольфа Кегресса, шофера царя Николая II, создававшего первые в мире машины-снегоходы со съемными гусеничными движителями вместо задних колес. В Стране Советов это наследие воплотилось в «революционных» полугусеничных броневиках «Остин-Путиловец» и в изучении сохранившихся машин Кегресса.
Позднее на горьковских первенцах ГАЗ-А и ГАЗ-АА появились опытные вездеходы с модернизированными движителями системы «Кегресс» и лыжами на передних колесах. Они оказалась тяжелыми и громоздкими, а продолжительность замены колес на гусеницы достигала двух часов.
Постепенно эпицентром работ по полугусеничной технике стал Научный автомоторный институт (НАМИ), переименованный в 1931-м в автотракторный (НАТИ). Создание столь сложных машин проводилось буквально на одном энтузиазме советских конструкторов в неимоверных потугах «догнать и перегнать». И вряд ли они осознавали, что вся эта работа заранее обречена на провал: базой всех советских полугусеничных автомобилей являлись обычные маломощные грузовики ГАЗ-АА и ЗИС-5, отличавшиеся лишь элементами движителей, путаными маркировками и вообще не годившиеся для этих целей.
Первые полугусеничные автомобили конструкции НАМИ/НАТИ
В НАМИ секретная разработка полугусеничных машин проводились с 1923 года в секретном спецотделе под контролем ОГПУ, НКВД и Наркомата обороны, представители которых увидели в этой технике недорогие средства для преодоления труднопроходимой местности, сопровождения кавалерии и буксировки легкой артиллерии. С 1931-го отдел возглавлял инженер Г. А. Сонкин, одержимый уже изжившей себя концепцией Кегресса с его фрикционными приводами гусеничных лент.
Первый советский работоспособный полугусеничный автомобиль НАТИ-2, который мы уже упоминали, считается основоположником всего последовавшего за ним семейства. Его построили на базе грузовика Ford-AA советской сборки с передними двускатными колесами. Резинокордные гусеницы приводились передними и задними ведущими фрикционными колесами с цепным приводом от заднего моста шасси.
Полугусеничные автомобили на шасси ГАЗ-АА/ММ
Реорганизация НАТИ 1933 года вылилась в исполнение заказов ОГПУ на полугусеничную технику с индексом В (вездеход), смонтированную на полуторках ГАЗ-АА и ГАЗ-ММ с моторами в 40 и 50 сил, которые долго дорабатывали и испытывали в различных дорожных условиях и климатических зонах.
В 1934-м, после всесторонних испытаний гражданских вездеходов НАТИ-3 появился опытный 50-сильный военный автомобиль НАТИ В-3. Его оборудовали движителями с резинокордными гусеничными лентами и четырьмя двускатными фрикционными колесами, которые приводились от заднего моста автомобиля цепными передачами, установленными внутри металлических кожухов. На передние колеса монтировали одно- или двускатные колеса или лыжи двух видов. Вездеход выдержал приемочные испытания и был рекомендован к серийному выпуску.
Через два года на укороченном шасси В-3 был разработан бронеавтомобиль БА-30 со сварным корпусом и башней от бронемашины БА-20. В отличие от базового автомобиля его оснастили бортовыми дифференциалами в приводе гусениц, передними роликами для повышения проходимости и пулестойкими шинами. После испытаний военная комиссия смело признала его непригодным для службы в РККА.
После нескольких лет застоя из-за репрессий о вездеходе В-3 вспомнили только в январе 1938-го. В срочном порядке его доработали, переставили на ГАЗ-ММ и присвоили короткий индекс НАТИ-В. К концу года 1-й Ленинградский авторемонтный завод (1-й ЛАРЗ) из деталей Горьковского завода собрал около 250 машин. С переводом производства в Горький их переименовали в ГАЗ-60.
Опытный грузовик НАТИ-В — предшественник серийной машины ГАЗ-60 (из коллекции А. Кириндаса)
Вездеход ГАЗ-60 и его варианты (1939–1940 гг.)
На Горьковском автозаводе серийный выпуск автомобиля ГАЗ-60 начался весной 1939-го. В целом он соответствовал варианту НАТИ-В с доработанными и усиленными узлами. По результатам приемочных испытаний было констатировано, что он «крайне необходим Красной армии» и на бездорожье в любое время года «не уступает по прочности, надежности и экономичности серийным трехосным автомобилям».
ГАЗ-60 поступал на службу в РККА, войска НКВД, подразделения ВМФ и в систему ПВО СССР. Областями его применения были доставка грузов и личного состава на местности, буксировка легких пушек и установка зенитных пулеметов, однако в реальных боевых условиях вездеход не смог оправдать победных реляций. В ходе зимней Советско-финляндской войны 1939–1940 годов на нем обнаружились многочисленные дефекты, слабость всей конструкции и неспособность преодолевать глубокий снег.
Серьезные неисправимые недостатки привели к решению о срочном переходе на упрощенную машину ГАЗ-65, способную в полевых условиях быстро переходить с колес на полугусеничный ход и обратно. Ее движители оборудовали стальными гусеницами с приводом от задних зубчатых барабанов, крутящий момент на которые передавался роликовой цепью от звездочки, закрепленной между двойными скатами каждого ведущего колеса автомобиля.
Читайте также: