W walce o zdolność do jazdy w terenie: NAMI śledziło pojazdy poruszające się po śniegu i bagnach
NAMI-0157
NAMI może zrobić wszystko
NAMI, czyli Naukowy Instytut Silników Samochodowych, to wyjątkowa instytucja. Jej konstruktorzy i inżynierowie w mniejszym lub większym stopniu przyczynili się do powstania każdego radzieckiego i rosyjskiego samochodu. Wystarczy wspomnieć, że NAMI w różnych okresach czasu opracował Pobiedę, Ural-375, Zaporożca, Okę i wiele innych pojazdów. Naukowcy instytutu koncentrowali się na adaptacji silników turbinowych, bezpieczeństwie biernym i czynnym, poprawie osiągów pojazdów i oczywiście poprawie zdolności terenowych.
Warunki terenowe zawsze stanowiły poważny problem w Związku Radzieckim, a później w Rosji. NAMI opracowało niezliczone pomysły na poprawę możliwości terenowych swoich pojazdów. To właśnie tutaj po raz pierwszy zaczęto pracować nad oponami bezdętkowymi z wygiętym łukiem, rolkami pneumatycznymi, gąsienicami pneumatycznymi i poduszkowcami. Był to czas rewolucji technologicznych – inżynierowie metodą prób i błędów znajdowali optymalne rozwiązania. Niektóre z tych wynalazków wciąż znajdują się w archiwach. Historie, a niektóre z nich zastosowano w sprzęcie produkowanym masowo.
Szczególne miejsce w historii NAMI zajmuje pojazd znany jako „gąsienicowy pojazd do poruszania się po śniegu i bagnach”. Kategoria ta obejmuje również bardziej złożone „gąsienicowe przegubowe pojazdy do poruszania się po śniegu i bagnach”. W literaturze naukowej i technicznej pojazdy takie można znaleźć w kategorii specjalistycznych pojazdów trakcyjnych lub pojazdów terenowych. Pojazdy te działają na obszarach, gdzie konwencjonalne kołowe i gąsienicowe pojazdy terenowe są nieskuteczne. Na przykład na Dalekiej Północy oraz podczas eksploatacji złóż ropy naftowej i gazu. W rzeczywistości NAMI zbudowało pojazdy do poruszania się po śniegu i bagnach specjalnie dla producentów ropy naftowej.
Odrobina rygorystycznych praw fizyki pomoże nam zrozumieć wyzwania stojące przed projektantami. Aby uzyskać dobrą przyczepność na śniegu, pojazd potrzebuje średniego ciśnienia około 0,03 MPa, podczas gdy do pokonywania bagien wymagane jest 0,02 MPa. To wystarcza niemal wszędzie i zawsze. Po wojnie Związek Radziecki jako pierwszy zastosował centralne pompowanie opon w pojazdach terenowych, redukując nacisk na podłoże do minimum. Zwiększyło to powierzchnię nośną układu napędowego, czyniąc na przykład ZIŁ-157 prawdziwym pojazdem bagiennym.
Ale co zrobić, gdy nawierzchnia ma bardzo małą nośność? Zmniejszyć ciśnienie kilkakrotnie – do 0,005 MPa, czyli co najmniej czterokrotnie w porównaniu z najbardziej wydajnymi pojazdami bagiennymi. Aby osiągnąć tak ekstremalne możliwości terenowe, pojazd musiał zostać przebudowany na gąsienice. Należy zauważyć, że to bardzo specyficzny rodzaj gąsienic. Powierzchnię nośną należy zwiększyć albo poprzez wydłużenie gąsienicy, albo poprzez jej poszerzenie. Jeszcze lepiej, poprzez zwiększenie obu tych czynników.
NAMI-0105
Pierwszymi przykładami tej koncepcji były dość nieporęczne NAMI-0103 i NAMI-0105. Pierwszy z nich przewoził jedną tonę, a dwa pozostałe. Oba pojazdy zostały opracowane w drugiej połowie lat 60. i odniosły spory sukces. Pojazd terenowy NAMI-0103 był wysoce zunifikowaną konstrukcją inżynierską, stworzoną w ramach programu rozwoju odległych regionów ZSRR.
Układ napędowy i skrzynia biegów pojazdu opierały się na sprawdzonych podzespołach: silniku, sprzęgle i skrzyni biegów z GAZ-21D. Przekładnia i podwozie w dużej mierze wykorzystywały komponenty z seryjnych ciężarówek, w tym wały napędowe, przeguby i przekładnię główną z przekładnią stożkową z ZIŁ-130. Układ chłodzenia stanowiła kombinacja chłodnicy GAZ-53 i żaluzji GAZ-47, a wszystkie podzespoły elektryczne i oprzyrządowanie również zapożyczono z ZIŁ-130.
Manewrowość zapewniał planetarny układ kierowniczy sterowany dźwignią, którego hamulce i tarcze cierne były identyczne jak w GAZ-47. Konstrukcja opierała się na szczelnym, spawanym kadłubie stalowym, który zapewniał pojazdowi pływalność. Aby zmniejszyć masę, niektóre zdejmowane panele wykonano ze stopu aluminiowo-magnezowego AMG-5VM.
Z daleka trudno było odróżnić NAMI-0105 od 0103, ale mimo to wyróżniał się niepowtarzalnym wyglądem. Jego podzespoły zapożyczono z cięższych pojazdów. Układ napędowy składał się z silnika, sprzęgła i skrzyni biegów ZIŁ-130, połączonych z jednobiegową skrzynią rozdzielczą. W układzie przeniesienia napędu i chłodzenia inżynierowie wykorzystali podzespoły z ciężarówek: wały kardana z przegubami zapożyczono z Ural-375, a przekładnia główna wykorzystywała koła zębate z MAZ-500. Stanowisko kierowcy, wraz z oprzyrządowaniem i całym wyposażeniem elektrycznym, zostało całkowicie zunifikowane z ZIŁ-130, co uprościło obsługę.
Królowie Off-Road
A co, jeśli weźmiemy parę pojazdów NAMI-0105 (0103), zwiększymy ich masę i połączymy w jeden pojazd terenowy? Rezultatem byłby przegubowy pojazd gąsienicowy NAMI-0114, który można uznać za przodka słynnego DT-30 „Witiaz”. Pojazdy przegubowe są niezbędnym rozwiązaniem. Jeśli pojazd ma przewozić nie tylko 1-2 tony, ale 5 lub więcej ton, samo zwiększenie długości i szerokości gąsienic nie rozwiąże problemu. Potrzebny jest dwuczłonowy pojazd przegubowy. Wiąże się to z własnymi, unikalnymi wyzwaniami.
Po pierwsze, złożony mechanizm skrętu i fundamentalna możliwość zamontowania trzeciego, a nawet czwartego ogniwa. Ta konstrukcja przypominająca stonogę mogłaby potencjalnie działać w najbardziej ekstremalnych warunkach, unosić się na wodzie i przenosić znaczny ładunek. Hydrauliczny system składania ogniw zmniejsza opory skrętu, zwiększając tym samym możliwości terenowe.
Po drugie, pojazd musi mieć szerokie gąsienice – nawet 1,2-1,4 metra. Nie mogą być one wykonane w całości z metalu – są zbyt ciężkie. Dlatego NAMI opracowało unikalny system napędowy składający się z gąsienic pasowych i kół pneumatycznych zamiast stalowych, gumowych rolek.
NAMI-0114
Fragment literatury specjalistycznej („Transport gąsienicowy i kołowy oraz maszyny trakcyjne” W.F. Płatonowa, G.R. Lejaszwilego):
Tor jezdny wyposażony jest w rzadkie bieżniki poprzeczne, które pełnią funkcję klocków i elementów przenoszących przyczepność z koła napędowego na pas. Ich toczenie się po torze przerywanym powoduje znacznie mniejsze obciążenia dynamiczne nadwozia niż w przypadku kół jezdnych. Toczenie się opony pneumatycznej, której powierzchnia nośna zachodzi na dwie sąsiednie płyty, wyrównuje również ciśnienie pod podporą toru, zwiększając tym samym osiągi w terenie, przy założeniu, że wszystkie inne czynniki pozostają niezmienione.
Rezultatem jest maszyna zdolna do poruszania się w każdym terenie przez cały rok. Mają też nieoczekiwany bonus: niższy stosunek mocy do masy niż pojazdy jednośladowe. Dzieje się tak, ponieważ pojazdy przegubowe zużywają mniej energii na skręcanie i poruszanie się. Oczywiście, przy założeniu, że wszystkie inne czynniki pozostają niezmienne.
Wróćmy jednak do naszego bohatera, NAMI-0114. Ten pojazd do jazdy po śniegu i bagnach, który wszedł do testów w 1967 roku, stał się wówczas szczytowym osiągnięciem eksperymentalnej oferty instytutu. Pojazd ten został zaprojektowany jako ultraciężki pojazd do transportu dużych ładunków o długości do 12 metrów w warunkach całkowicie terenowych. Pomimo swojej masy i wymiarów, pojazd terenowy charakteryzował się imponującą ładownością 20 ton, a jego kabina została zaprojektowana dla pięcioosobowej załogi. Konstrukcja techniczna pojazdu była unikatowa: silnik o mocy 525 koni mechanicznych został zamontowany na prawym błotniku ciągnika. Aby zrealizować ten moment obrotowy, w skrzyni biegów wykorzystano wzmocnione podzespoły z wywrotki górniczej BiełAZ-540. Autonomiczną pracę zapewniał układ paliwowy z dwoma zbiornikami o łącznej pojemności 600 litrów.
Podczas testów fabrycznych, NAMI-0114, załadowany betonowymi płytami, wykazał się wyjątkowymi możliwościami terenowymi. Pojazd pewnie pokonywał głęboki śnieg i podmokłe gleby, w których inne pojazdy ugrzęzłyby w błocie. Pomimo niskiej prędkości przelotowej wynoszącej 10-12 km/h, ciągnik w pełni spełnił swoje zadanie, udowadniając, że w rozwiązywaniu problemów związanych z wydobyciem ropy naftowej ważniejsza od prędkości jest zdolność do jazdy w terenie. Ściśle rzecz biorąc, NAMI-0114 nie był pojazdem przegubowym w klasycznym tego słowa znaczeniu – był raczej gąsienicowym pociągiem drogowym z aktywną naczepą. Stał się jednak kamieniem milowym do kolejnego modelu, NAMI-0157, który później stał się pojazdem produkcyjnym. Jak widać na zdjęciach, podzespoły pochodziły z pojazdu terenowego Ural-375.
NAMI-0157
Pojazd terenowy NAMI-0157 o ładowności 8 ton został opracowany jako wszechstronna platforma, obejmująca również wersję dostawczą z dziesięcioma miejscami do spania. Podczas testów porównawczych na Uralu i w rejonie rzeki Ob pojazd przewyższył zagraniczne odpowiedniki pod względem możliwości terenowych. Po tych testach konstrukcja została radykalnie przeprojektowana, wprowadzając ponad tysiąc zmian: zoptymalizowano rozkład masy poprzez zmianę położenia gąsienic, zwiększono powierzchnię platformy oraz zwiększono pojemność zbiornika paliwa.
Podczas modernizacji konstrukcji, dwurzędowe gumowe koła jezdne zastąpiono jednorzędowymi. Nowe koła miały większą średnicę, co wyeliminowało problem zatykania układu napędowego błotem i ryzyko wykolejenia gąsienic. Co więcej, udoskonalona konstrukcja znacznie skróciła czas konserwacji podwozia. NAMI-0157 nie był przegubowym pojazdem terenowym; posiadał obrotowe gąsienice, co eliminowało potrzebę stosowania skomplikowanego układu hydraulicznego. Gąsienice obracały się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, zapewniając płynną i energooszczędną zmianę toru jazdy. Pozwalało to również na ochronę pokrywy glebowej tundry.
Jeden z pierwszych seryjnych Ural-5920
Szczególnie w porównaniu do konwencjonalnych pojazdów gąsienicowych, które skręcają „wzbiornik".
Pojazd terenowy wszedł do masowej produkcji pod oznaczeniem Ural-5920, wyposażony w silnik o mocy 210 koni mechanicznych i zdolny do rozwijania prędkości do 30 km/h. Produkowano go w zakładach Miass w latach 1985-1989. Pojazd odrodził się w 2003 roku w Swierdłowskich Zakładach Pojazdów Specjalistycznych pod nazwą TS-1. Jego ładowność zwiększono do 10 ton, a silnik Kamaza zastąpiono silnikiem JaMZ. Od tego czasu ten gąsienicowy pojazd do jazdy po śniegu i bagnach jest produkowany na zamówienie w małych partiach. Koszt jego utrzymania szacowany jest na prawie milion rubli.
Informacja