Техника и вооружение 2003 10

Сочлененные гусеничные и колесные машины высокой проходимости

Продолжение. Начало см. ТиВ №№ 5,8,9/2003 г.

В определенной степени к сочлененным образцам можно отнести несколько типов колесных машин высокой Проходимости. Иногда их называют колесными машинами, выполненными по схеме Goer (Go any where, т. е. идущими везде). Эти автомобили состоят из двух секций или звеньев, соединенных специальными шарнирными устройствами. Наибольшее распространение автомобили этого типа получили в США, причем при активном участии крупнейших американских корпораций. Например, фирма Euclid Division, входящая в General Motors Corporation, разработала гидравлическую систему управления поворотом и компоновку двух двигателей — по одному на каждую пару колес; фирма Le Tourneau Wesiinghouse подготовила электрическую систему управления поворотом и электродвигатели для привода задних колес. Внесли свою долю н создание таких машин и другие американские фирмы Из числа изготовленных корпорацией Le Tourneau Westinghousc и прошедших в 1959 г. всесторонние испытания нескольких моделей этого типа в производство были поставлены 15-тонный транспортер ХМ43 7 с колесной формулой 4x4 и автоцистерна ХМ438Е1 емкостью 18900 л, созданная на базе транспортера ХМ437.

Автомобиль ХМ437 состоял из двух секций: передней, на которой размещалась кабина управления и двигатель с его системами, и задней с установленной на ней грузовой платформой. По существу передняя секция представляет собой одноосный тягач, а задняя — одноосный полуприцеп, колеса которого могли быть ведущими в определенных дорожных условиях (тяжелые труднопроходимые участки местности и движение задним ходом), Секции соединяются между собой при помощи жесткого лебедеобразного дышла двутаврового сечения задней секции и шарнира, допускающего поворот передней секции в горизонтальной плоскости относительно задней на угол до 90 град, в любую сторону и в поперечной вертикальной плоскости на не сколько градусов. Поворот передней секции относительно задней на большие углы обеспечивает автомобилю сравнительно небольшие радиусы поворота, близкие по величине к колесной базе автомобиля

Сочлененный колесный 4x4 транспортер ХМ437

Сочлененная колесная 4x4 автоцистерна ХМ438Е1

В моторном отсеке передней секции устанавливался двухтактный V- образный 8-цилиндровый дизель фирмы General Motors мощностью 201,7 кВт при 2300 об/мин Подведение от него мощности к ведущим колесам передней секции осуществляется через двухдисковое сцепление Rokford и пятиступенчатую синхронизированную трансмиссию Fuller с пневматическим кнопочным управлением. Сцепление используется только при трогании с места. Электропривод на колеса задней секции включается только при движении на первой передаче и заднем ходе и осуществляется от генератора переменного тока, соединенного с двигателем автомобиля От этого генератора запитываются электроэнергией механизмы управления поворотом и дополнительный тяговый электродвигатель колес задней секции, напряжением 518 вольт и с частотой 200 гц. В остальных случаях движения на суше и на воде ведущими колесами являются колеса передней секции. Электродвигатель поворота установлен на полке дышла задней секции. Он поворачивает переднюю секцию относительно задней при помощи шестеренчатого механизма с внутренним зацеплением и общим передаточным числом 975, который закреплен на передней секции. Конструкция привода выполнена так, что угол поворота автомобиля пропорционален времени поворота рулевого колеса.

Главные передачи планетарного типа размещаются непосредственно в колесах, в них же устанавливаются дисковые (по три диска) тормозные механизмы с пневматическим приводом. На длительных спусках в качестве дополнительной тормозной системы может использоваться основной генератор.

Упругих элементов подвески ХМ437 не имеет, поскольку колеса жестко крепятся к корпусным элементам. Единственным упругим элементом являются резиновые шины с низким внутренним давлением воздуха, деформация которых смягчает удары о неровности грунта.

Способ поворота автомобилей типа Goer позволил устанавливать на них колеса очень больших размеров, что увеличило дорожный просвет и повысило сцепление шин с грунтом. На автомобилях ХМ437 и ХМ438 устанавливались 16-ти слойные шины размером 29,5 х 25 (диаметр больше двух метров) с внутренним давлением воздуха 1,75 кг/см3. При таких шинах дорожный просвет составлял 762 мм, но радиус продольной проходимости из-за большой колесной базы (7,3 м) оказался слишком большим при преодолении твердых вертикальных препятствий, вследствие чего эти машины застревали.

В ходе испытаний было установлено, что сочлененные машины типа Goer имеют достаточно высокую проходимость, более высокие средние скорости движения по плохим дорогам и меньшие затраты мощности на передвижения, чем автомобили с обычными способами управления. Другим положительным фактором использования схемы Goer является возможность уменьшить жесткость корпусных элементов по отношению к закручивающим усилиям вследствие того, что передняя секция может поворачиваться в поперечной вертикальной плоскости относительно задней. Благодаря этому масса рамы и всего автомобиля в целом может быть значительно снижена, а полезная грузоподъемность увеличена.

Собственная снаряженная масса ХМ437 составляет 14515 кг, из них 10130 кг приходится на массу передней секции (тягача) и 4377 кг — на массу задней секции (полуприцепа). Грузоподъемность — 13608 кг, при этом коэффициент использования массы машины k_m равен 0,937, т. е. этот показатель больше, чем у обычных армейских транспортных автомобилей.

Вместе с тем, таким сочлененным автомобилям присущи и недостатки: меньшая устойчивость при преодолении подъемов с креном, ограничение максимальной скорости движения из- за явления галопирования, ограничение ширины преодолеваемого рва диаметром колес и др.

Габаритные размеры ХМ437: длина 11000 мм, ширина 3000 мм, высота по кабине 3000 мм. Максимальная скорость движения по суше 48–51 км/ч при удельной мощности 7,17 кВт/т и запасе хода около 500 км. Удельная мощность по массе перевозимого груза N_гр=14,8 кВт/т_гр.

Плавучесть автомобиля обеспечивается объемами водоизмещающих корпусов секций и колес. Роль водоходного движителя выполняют только колеса передней секции. В дальнейшем предполагалась установка на автомобиле водометного движителя.

Скорость движения по спокойной глубокой воде при вращении колес составляет 4.8–5,6 км/ч. Управление автомобилем при движении по воде обеспечивается поворотом секций в горизонтальной плоскости относительно друг друга.

Сочлененный колесный 4x4 автомобиль ХМ520

Сочлененный двухзвенный 4x4 автомобиль ХМ437Е1

Сочлененная автоцистерна емкостью 22.5 м³ ХМ438Е2

Двухзвенный сочлененный автомобиль ХМ520Е1

Показатель провозоспособности к_пр на суше равен 8,82, на воде в десять раз меньше — 0.88.

Технические характеристики автоцистерны ХМ438Е1, выполненной на базе ХМ437, мало отличаются от базовой машины.

Здесь уместно отмстить, что идея использования сочлененных машин с новыми техническими решениями по ходовой части привлекла к себе внимание не только конструкторов армейских вездеходов, но также и разработчиков машин дли сельского хозяйства. Были созданы четырехколесные сельскохозяйственные тракторы и другие недорогие четырехколесные самоходные машины для сельского хозяйства, в которых вторая секция являлась сменной в зависимости от вида выполняемых работ. И такие образцы нашли свое место в парке сельскохозяйственных машин многих стран мира.

В это же время был создан самый маленький автомобиль семейства Goer — пятитонный грузовой автомобиль ХМ520, также с колесной формулой 4x4. Он был создан на базе лесовоза Michigan 75 фирмы Clark Equipmen Co. и отличался от ХМ437 и ХМ438 не только меньшей грузоподъемностью и размерами. но и чисто механическими приводами ко всем четырем колесам, что привело к уменьшению угла поворота передней секции относительно задней и увеличению радиуса поворота по сравнению с машинами типа ХМ437.

Корпорация Le Tourneau Westinghoase Company и другие фирмы после I960 г. усиленно занимались усовершенствованием сочлененных колесных машин типа Goer, создавая перспективные модели, в конструкции которых вводились новые элементы и технические решения. Были созданы три новых образца: 10- тонный грузовой автомобиль ХМ437Е1, автоцистерна ХМ438Е2 емкостью 22500 л и 8-тонный грузовой автомобиль ХМ529Е1.

Автомобиль XM437F.1 и автоцистерна ХМ438Е2 корпорации Le Tourneau Westinghouse отличались от своих прототипов введением нового устройства соединения двух секций, механического привода к колесам первой секции Колеса задней секции сохранили электропривод, используемый в тяжелых дорожных условиях. Управление автомобилями осуществляется за счет поворота передней секции около вертикальной оси. расположенной за кабиной, с помощью электрического привода. Электроэнергия для этого привода и привода задних колес вырабатывается трехфазным генератором напряжением 425 в, который непосредственно соединен с двигателем.

Автомобиль ХМ520Е1 грузоподъемностью 8 т изготовлен фирмой Caterpillar и достаточно сильно отличается по конструкции от своего прототипа — автомобиля ХМ520. Привод ко всем колесам выполнен чисто механическим. а привод к механизму поворота — гидравлическим. Угол поворота передней секции относительно задней стал меньше, что привело к увеличению радиуса поворота на суше.

Полная масса ХМ520Е1 составляет около 20000 кг, а собственная масса — 12000 и. Поэтому коэффициент использования массы km равен 0.42

На шасси этого автомобиля может быть установлена бензоцистерна емкостью 9450 л Она снабжена четырьмя раздаточными патрубками: один с максимальной подачей 1134 л/мин (монтируется в кормовой части цистерны), второй с подачей 378 л/мин. и два других с подачей по 189 л/мин. каждый. Этой цистерне-топливозаправщику присвоен индекс XM559F.1.

На ХМ520Е1 и ХМ559Е1 установлены многотопливные двигатели Caterpillar жидкостного охлаждения мощностью 221 кВт, но задросселированные до 15~ кВт при 2200 об/мин.

Крутящий момент от двигателя через гидротрансформатор и коробку передач подводится к промежуточной шестеренчатой передаче, от которой через карданную передачу подается к дифференциалу переднего ведущего моста, а от него к планетарным редукторам передних колес. Крутящий момент к колесам задней оси передается от переднего ведущего моста с помощью карданных передач.

Привод к задним колесам включается при движении на первой и второй передачах при скоростях движения до 16 км/ч. При переходе со второй передачи на третью задний мост автоматически отключается, но водитель при необходимости может включить привод к задней оси на любой передаче вручную.

Поворот автомобиля производится с помощью двух гидроцилиндров двухстороннего действия, которые запитываются от двухсекционного лопастного насоса через клапан управления, определяющий направление потока масла к силовым цилиндрам. Насос механизма поворота обеспечивает также работу лебедки с гидравлическим приводом, установленной в передней части автомобиля. Тяговое усилие лебедки составляет 44 кН.

На ХМ520Е1 может быть смонтировано ремонтно-эвакуационное оборудование с краном грузоподъемностью 10 т и вылетом стрелы 5.4 м. Длина стрелы может быть увеличена на 0,9 м за счет телескопического удлиняющего гидропривода. Стрела крана имеет круговой поворот, не препятствующий обзору водителя. Подъемный механизм крана работает от гидронасоса, связанного с двигателем автомобиля.

Двухзвенная сочлененная автоцистерна емкостью 9,45 м: ХМ559Е1

Максимальная скорость движения по суше XM520EI при удельной мощности N_уд=7,84 кВт/т — не более 48 км/ч, а на спокойной глубокой воде — около 5 км/ч за счет вращения колес. При движении по воде высота надводного борта составляет 405 мм.

Показатель провозоспособности kпр этого автомобиля на суше равен 6,67'. на воде — 0,69- Удельная мощность по массе перевозимого груза N_гр=19,62 кВт/т_гр.

Автомобили ХМ520Е1 авиатранспортабельны и могут сбрасываться на парашютах.

В период 1964–1965 гг. автомобили ХМ437Е1. ХМ438Е2 и ХМ520Е1 проходили всесторонние испытания на территории ФРГ и привлекались к транспортным перевозкам на маневрах войск НАТО

Продолжение следует

Владимир Ригмант