Гусеничный плавающий транспортер К-61

Проблемы конструктора

Проекты А. Кравцева по созданию гусеничного плавающего транспортера нашли поддержку у армейского командования, и для продолжения исследований приказом заместителя министра Вооруженных Сил СССР № 093 от 3 декабря 1947 года создается Особое конструкторское бюро Инженерных войск (ОКБ ИВ).

После определения основной компоновочной схемы и габаритных параметров машины в ОКБ приступили к решению следующей, не менее важной задачи — созданию кузова: легкого, прочного, герметичного, с вместительной грузовой платформой, приемлемой гидродинамикой, технологичного в производстве, надежного в эксплуатации.

Поскольку отечественного аналога не существовало, а сведения о зарубежных машинах были крайне скудны, свои поиски коллективу А. Кравцева пришлось начать практически с нуля: отсутствовали теоретические исследования гидродинамики гусеничных и колесных плавающих машин, методики расчета и технологии изготовления тонкостенных металлических конструкций таких размеров; не было практического опыта перевозки транспортерами по суше и на воде артиллерийских систем и автомобилей массой около 5 т с большими динамическими нагрузками, погрузки, разгрузки и швартовки перевозимой техники; не существовали эксплуатационные требования к конструкции, срокам службы и ремонтопригодности амфибийной машины.

Чертежи выполнил Н.Кулешов по материалам 15-го ЦНИИ им. Д.М. Карбышева МО РФ, Королёвского исторического музея и гусеничному плавающему транспортеру К-61 из коллекции Центрального музея Вооруженых Сил

Гусеничный плавающий транспортер К-61 ижевского завода "Строммашина"с модифицированным откидным бортом, фарами с маскировочными насадками ФГ-26 и габаритными светильниками ГСТ-26 (волноотбойные щитки и тент кабины в рабочем положении)

Гусеничный плавающий транспортер К-61:

1— кнехт; 2—фара-прожектор; 3—кнопка люверса; 4—антенна радиостанции Р-113; 5—откидной водоизмещающий борт; 6—штырь-фиксатор артсистем; 7—ось откидной аппарели; 8—буксирный крюк; 9—ленивец; 10—опорный каток; 11 — трак; 12—палец трака; 13—венец ведущей зубчатки; 14—брезентовый тент кабины; 15—кронштейн стеклоочистителя; 16—выключатель стеклоочистителя; 17—электродвигатель стеклоочистителя; 18—кронштейн переднего стекла; 19—фара ФГ-1А2; 20—габаритный светильник ОКБ ИВ с зеленым светофильтром; 21 — сиденье командира; 22—кронштейн крепления трубы тента; 23—труба тента (в транспортном положении); 24 — средний щиток пола; 25—накладная планка; 26—капот двигателя; 27—заборные решетки двигателя; 28—кожух выхлопной системы; 29—крышка бортового сиденья; 30—обшивка кормы; 31—ребро балки настила; 32—ребро жесткости заднего борта; 33—ручка бортового сиденья; 34—отсек аккумуляторных батарей; 35—подушка спинки сиденья механика-водителя; 36—выходные патрубки откачивающей системы; 37, 48, 49—габаритные светильники с красным светофильтром; 38—ограждение фары; 39—переднее стекло; 40—прокладка губчатой резины; 41—рама переднего стекла; 42—прокладка; 43—маховик; 44—щеткодержатель стеклоочистителя: 45—кронштейн фары-прожектора; 46—крышка лючка слива масла главной передачи; 47—передний буксирный крюк; 50—перо руля; 51 — ось- торсион заднего борта; 52—гребной винт; 53—тормозной барабан; 54—сапун бортовой передачи; 55—картер бортовой передачи; 56—ступица ведущей зубчатки; 57, 113, 127—лабиринтное уплотнение; 58—собачка защелки буксирного крюка; 59—защелка буксирного крюка; 60—цепь крюка; 61 — пружина; 62—ручка тяги откидного борта; 63—клипс рукоятки-фиксатора; 64—рукоятка-фиксатор; 65—тяга откидного борта; 66—волноотбойный щиток; 67—антенна радиостанции; 68—брезентовый тент кузова; 69—бортовой клапан тента; 70—задний клапан тента; 71 — каркас тента; 72—люверс тента; 73—крючок кузова; 74—ферменный каркас откидного борта; 75—кронштейн поддерживающей рейки; 76—защелка буксирного крюка; 77—буксирный крюк; 78—ремешок клапана тента; 79—люверс клапана; 80—металлическая петля тента; 81 — волноотбойный щиток; 82—фальшборт; 83—откидной борт; 84—крышка люка отсека лебедки; 85—правый передний волноотбойный щиток; 86—боковой правый волноотбойный щиток; 87—фиксатор волноотбойного щитка; 88—петля крышки люка лебедки; 89—рояльная петля правого бокового волноотбойного щитка; 90—клипс носовой панели; 91 — фара ФГ-26 со светомаскировочной насадкой; 92—габаритный светильник с зеленым светофильтром; 93—брезентовый тент кабины (в рабочем положении); 94—балка настила; 95—крышка ящика ЗИП; 96—кормовой настил; 97—рукоятка замка крышки лебедки; 98—боковой левый волноотбойный щиток; 99—крышка люка лебедки; 100—крючок тента; 101—резинка крючка; 102—усилительная накладка тента; 103—пробка заглушки торсиона; 104—заглушка; 105, 107, 109—втулки; 106—торсион; 108—ось балансира; 110—резиновая заглушка; 111 — балансир; 112—резиновый бандаж; 113—лабиринтное уплотнение; 114—кронштейн подвески; 115—фиксатор балансира; 116—корпус упора; 117—боек упора; 118—передний упорный кронштейн поддерживающей рейки; 119—полоз рейки; 120—задний упорный кронштейн; 121 —регулировочная муфта тяги стеклоочистителя; 122—тяга стеклоочистителя; 123—левая рама переднего стекла (правая—отраженный вид); 124—кронштейн аппарели; 125—настил аппарели; 126—ручка рамы; 128—скоба кривошипа ленивца; 129—гайка стопорной муфты; 130—стопор; 131 — стопорная муфта; 132—стопорная втулка; 133—кривошип ленивца; 134—продольная балка аппарели; 135—крышка крепления артсистем; 136—пружина рукоятки крепления штыря; 137—рукоятка крепления; 138—модифицированный штырь; 139, 153—рычаги управления гребными винтами; 140—рычаг «винты-гусеницы»; 141—контрольная панель; 142—выключатель массы; 143—педаль главного фрикциона; 144—манометр масла; 145, 150—рычаги фрикционов; 146—штурвал рулей; 147—педаль подачи топлива; 148—рычаг ручной подачи топлива; 149—кнопка стартера; 151—рычаг переключения передач; 152—главная передача; 154—тумблер-выключатель щитка приборов; 155—шильдик щитка; 156, 168—сигнальные лампы (красные); 157—предохранитель рации; 158—указатель уровня топлива; 159—амперметр; 160—вольтамперметр; 161 — тумблер- переключатель; 162—передний кронштейн кабины; 163—каркас сиденья механика-водителя; 164, 166—зубчатые полумуфты замка спинки сиденья; 165—болт зубчатой муфты; 167—планка крепления сиденья; 169—термометр А78; 170—тахометр; 171—спидометр; 172—кнопка сигнала; 173—левый передний волноотбойный щиток

В основании цельносварного водоизмещающего корпуса проектировщикам пришлось использовать раму из двух продольных коробчатых балок, изготовленных из тонколистовой стали, соединенных между собой передним и задним поперечными швеллерами, с семью торсионными валами. Для придания жесткости корпусу в верхней его части проложили четыре шпангоута коробчатого сечения, а к корме приварили две такие же стойки — еще и для фиксации откидного борта. Носовая часть конструкции представляла собой каркас из штампованных элементов. Листовая сталь толщиной 1,25 мм пошла на обшивку; для обеспечения ее жесткости и прочности снаружи приварили швеллеры.

Днище предполагалась сделать из листовой 2-мм стали, а в носовой части, где существовала возможность удара корпуса о топляки, камни и пни у берега, толщину листа увеличили до 3 мм. Внутри обшивка подкреплялась днищевыми шпангоутами.

Однако заключение военных специалистов по предложенной конструкции оказалось отрицательным. Они посчитали, что создание плавающего транспортера массой 12 — 15 т, подверженного значительным динамическим нагрузкам, с обшивкой более тонкой, чем у эксплуатировавшихся в то время понтонов, не просто рискованно — это граничило с авантюрой. Вызвали нарекания и прочностные характеристики пола грузовой платформы с учетом ее немалых размеров. Задача осложнялась различным распределением нагрузок по платформе в зависимости от перевозимой техники. В то же время необходимо было обеспечить хороший доступ к агрегатам моторно-трансмиссионного отделения, распределительной коробке, карданным валам, к элементам системы управления.

Схема расположения агрегатов силовой передачи:

1—лебедка: 2—бортовой фрикцион; 3—бортовая передача; 4—тормозные барабаны; 5—карданный вал бортовой передачи; 6—главная передача; 7—карданный вал лебедки; 8—распределительная коробка; 9—промежуточный карданный вал; 10—карданный вал гребного винта; 11 — коробка передач; 12—главный фрикцион; 13—вал гребного винта; 14—кардан вала главной передачи

Винтовой движитель и руль:

1—карданный вал гребного винта; 2—предохранительная муфта; 3, 9—шарикоподшипники вала; 4—гребной вал; 5—кожух вала; 6—корпус втулки; 7—втулка вала; 8—кожух; 10—гребной винт; 11—кожух сальника; 12—румпель; 13,15—втулки балпера; 14—перо руля; 16—стойка

Не остались без внимания вопросы обеспечения безопасности экипажа транспортера, принимающего на борт самоходную технику, учитывая то обстоятельство, что зачастую эти операции могли проводиться ночью с соблюдением условий светомаскировки. Да и установка перевозимого груза с правильной центровкой, чтобы транспортер двигался на воде без крена, являлась первостепенной задачей.

В результате анализа всех требований, предъявляемых военными к грузовой платформе, были найдены оригинальные конструктивные решения, считающиеся в наше время классическими. Так, для транспортеров, автомобилей и артсистем, создающих сосредоточенные нагрузки на платформу, использовали колейную конструкцию: установили в качестве настила две мощные дюралюминиевые коробчатые балки с вертикальными ограничителями шириной 0,68 м. На каждую из них наварили по шесть швартовочных серег. Остальную часть грузовой платформы закрыли легкими фанерными крышками и решетками. В кормовой части для перевозки орудийных расчетов установили сиденья, которые могли складываться вдоль бортов, чтобы не мешать при погрузке и выгрузке техники.

Погрузка на платформу производилась через задний откидной борт. Однако здесь возникла еще одна проблема — обеспечение герметичности четырехметрового стыка. Решили ее несложно: по задней кромке платформы поставили металлическую планку с губчатой резиной, а на откидном борте — круглый пруток, который накрепко прижимался к резиновой поверхности крепежными замками.

Отделение управления разместить впереди, как планировалось вначале, не удалось, и его перенесли далеко в корму — даже за задние упоры балок настила. При этом кузов автомобиля ЗИС-151, закрепленного на платформе, нависал над головами экипажа транспортера. Для создания элементарной защиты водителя от грязи, дождя и снега устанавливался быстросъемный брезентовый тент.

Проблему вызвал выбор силовой установки транспортера. Для трехтонного груза требовался двигатель мощностью около 150 л.с. Такого мотора отечественная промышленность не выпускала, но на серийных артиллерийских тягачах ставили американские дизели GMC-4-71 аналогичной мощности. Ярославский автомобильный завод только готовился к производству копии этого двигателя под маркой ЯМЗ-204. Для опытной машины выбрали американский дизель в расчете на то, что к моменту завершения испытаний появится его ярославская модификация.

Сложным оказалось и крепление элементов силовой установки к корпусу, выполненному из тонколистового металла. Наиболее подходящим местом для этого были торсионные балки, но, передавая нагрузки от торсиона на нежесткий корпус, они могли существенно деформироваться, что привело бы к разрушению двигателя. Для компенсации деформаций во всех точках крепления установили мощные резиновые амортизаторы. Поставив карданные валы со шлицевыми соединениями, решили вопрос с взаимной центровкой агрегатов силовой передачи.

Распределительная коробка:

1—картер; 2—фланец кардана вала привода лебедки; 3—поводковый валик привода лебедки; 4—кожух; 5—насос водооткачивающей системы; 6—сапун; 7—рым; 8—левая опора; 9—поводковый валик левого гребного винта; 10—поводковый валик включения винтов и гусениц; 11 — пробка сливного отверстия; 12—фланец кардана ведомого вала; 13—поводковый валик правого гребного винта

Выходя из воды на сушу, транспортер должен был преодолевать крутизну до 40°. Ярославские моторостроители не гарантировали нормальной работы двигателя в таких условиях. В ОКБ исследовали условия забора масла из картера при максимальных углах подъема и доработали систему смазки двигателя, добившись устойчивой его работы на подъемах до 42°. По этому показателю, например, плавающий транспортер превосходил лучшие в то время танки.

Силовой агрегат артиллерийского тягача представлял собой моноблок, объединяющий двигатель и коробку передач. Следовательно, отбор мощности требовалось производить уже с выходного вала коробки передач. Поэтому был разработан новый агрегат — распределительная коробка, с которой мощность передавалась карданными валами на гусеницы при движении машины по суше, на гребные винты, приводы насосов откачивающей системы и на привод встроенной лебедки. Задний ход обеспечивался переключением шестерен коробки передач.

Казалось бы, использование уже хорошо зарекомендовавших себя узлов мытищинского арттягача в ходовой части плавающего транспортера не должно было создавать никаких проблем. Но они появились, как только конструкторы приступили к детальной проработке гусеничного движителя. Так, общая масса тягача с нагрузкой не превышала 8,5 т, у транспортера достигала 12,5 — 14,5 т. Для получения одинаковой нагрузки на торсионы и опорные катки требовалось увеличить их число с 10 до 14. Это, в свою очередь, позволило довести длину опорной поверхности гусениц до 4,6 м — максимального значения при ширине колеи 2,3 м, когда обеспечивается удовлетворительная поворотливость гусеничной машины на мягких грунтах. Удельное давление на грунт транспортера с трехтонной нагрузкой должно было превысить 0,45 кгс/см² (у танка Т-34 — 0,72 кгс/см²). В то же время, удлинение гусеничной цепи увеличивало нагрузки на ведущую звездочку и ленивец и приводило к провисанию гусеницы между опорными катками. Введение даже третьего поддерживающего катка для верхней ветви не спасало от спадания гусеницы при поворотах на мягких грунтах. Чтобы этого не происходило, требовалось увеличить динамический ход опорного катка в два раза — с 70 мм у тягача до 150 — 170 мм у транспортера. Разработчики тягача считали технически невозможным без увеличения динамического хода создать 14-катковую ходовую часть, устойчивую к спаданию гусеницы, ссылаясь при этом на экспериментальные данные, полученные танкистами на полигонах. Проблему удалось решить по завершении заводских ходовых испытаний первого опытного образца транспортера, после тщательного всестороннего изучения сопутствующих явлений.

К-61 морской пехоты Индонезии доставил гуманитарную помощь населению, пострадавшему во время стихийного бедствия. 2005 г.

Балка настила:

1—упор: 2—настил; 3—серьга для крепления грузов; 4—ребра жесткости; 5—скосы

Что касается водоходного движителя, единого мнения на этот счет не существовало. Тогда-то А. Кравцеву и пригодился богатый дальневосточный опыт создания переправочных средств и движителей к ним. Например, гребной винт имел ряд преимуществ в обеспечении высокой скорости движения на воде и был сравнительно простым и легким. Однако для его эффективной работы подводной части машины следовало придать форму, обеспечивающую хороший подход воды к нему, и одновременно требовалось защитить винт от повреждений при движении по суше, а также при входе и выходе из воды. Затем необходимо было определить размеры, шаг винтов, их количество, чтобы не только полностью использовать мощность дизеля, но и обеспечить маневрирование транспортера на малой скорости, когда водяные рули теряют свою эффективность.

При установке одного винта в тоннеле упрощалась его защита. Диаметр винта можно было увеличить до 700 мм, повысив кпд, но подвод воды через тоннель сопровождался бы большими гидравлическими потерями из-за проходящих там торсионных балок.

Более сложной, хотя и предпочтительной, была установка двух винтов в индивидуальных подводящих каналах. В этом случае потери от обтекания торсионных балок получались меньше, использование подводимой мощности — более рациональным, а установка буксирного крюка — достаточно простой. Одновременно обеспечивалось послушное управление транспортером в воде при остановке и на малой скорости.

После решения принципиальных проблем общей компоновки, ходовой части и водоходного движителя пришел черед вплотную заняться вопросами технологии погрузочно- разгрузочных работ и оснащения транспортера специальным оборудованием. Так, определившаяся в ходе проектирования погрузочная высота платформы — 1,08 м потребовала поиска технического решения, обеспечивающего достаточно простую загрузку в кузов артсистем и их тягачей. Существовало несколько вариантов, например,сооружение в месте погрузки и разгрузки эстакады из подручных средств—деревянной, металлической, грунтовой насыпной или оснащение транспортера комплектом быстросъемных, легких аппарелей. Последнее выглядело более разумным, так как не требовало инженерного оборудования мест погрузки и выгрузки и сводило к минимуму время подготовительных операций. Хотя добавочная комплектация и приводила к частичной потере грузоподъемности, это направление выбрали для дальнейшей проработки.

Наконец, была подготовлена вся конструкторская документация для изготовления опытного образца принципиально нового гусеничного плавающего транспортера.

Корпус транспортера:

1— волноотбойные щитки; 2—ветровое стекло; 3—тент; 4—передняя перегородка; 5—шпангоут; 6—продольная балка; 1—постамент распределительной коробки; 8—днище корпуса; 9—кронштейн топливного бака; 10, 11—постаменты двигателя; 12—передняя опора привода гребного винта; 13—задняя перегородка; 14—тоннель гребного винта; 15—гнездо задней стойки; 16—узел подъема борта; 17—откидной борт; 18—аппарель; 19—штырь крепления артсистемы; 20—верхняя поперечная кормовая балка; 21—кронштейн ленивца; 22—кронштейн подвески; 23—ребра жесткости обшивки корпуса; 24—постамент радиатора; 25—обшивка бортов; 26—поперечные балки; 27—фланец крепления бортовой передачи; 28—передний буксирный крюк; 29—каркас носовой части; 30—отсек лебедки; 31—крышка люка лебедки; 32—передний кнехт